174 13 • Application des principes de la thermodynamique aux transformations chimiques
Détermination indirecte des enthalpies de réaction
Exercice 13.8
Les enthalpies de formation de référence ne peuvent se mesurer directement
que si le composé peut effectivement se former à partir des corps simples
correspondant aux éléments qu’il contient.
Ce n’est pas le cas du carbonate de calcium CaCO 3 , qui peut par contre
s’obtenir par la réaction CaO ϩ CO 2 ϭ CaCO 3 dont l’enthalpie molaire de
réaction de référence est – 178,5 kJ.mol –1 .
Pouvez-vous calculer indirectement l’enthalpie de formation de référence du
carbonate de calcium ?
(Les autres données éventuellement nécessaires sont disponibles dans l’Annexe I).
Par définition, l’enthalpie de formation de référence du carbonate de calcium est l’enthalpie de
la réaction dont l’équation stœchiométrique s’écrit :
Ca (s) ϩ C (s) ϩ 3/2 O 2 (g) ϭ CaCO 3 (s)
La méthode appliquée dans les exercices précédents est toujours valable.
Solution ⌬ f
(CaCO 3 ) ϭ – 1 207 kJ.mol –1 .
Exercice 13.9
Il existe un procédé de synthèse des hydrocarbures à partir des mélanges CO/
H 2 , par lequel on peut par exemple obtenir l’octane C 8 H 18 :
8 CO ϩ 17 H 2 ϭ C 8 H 18 ϩ 8 H 2 O (l)
Comment pourrait-on déterminer l’enthalpie de cette réaction, connaissant
l’enthalpie de combustion de l’octane,
C 8 H 18 ϩ 25/2 O 2 ϭ 8 CO 2 ϩ 9 H 2 O (l)
⌬ r H° ϭ – 5 480 kJ.mol –1
(Les autres données éventuellement nécessaires se trouvent dans l’Annexe I).
Solution
Comme dans tous les problèmes de ce genre, la combinaison d’équations stœchiométriques est
une bonne méthode.
Retrouvons l’équation stœchiométrique de la synthèse de l’octane par la combinaison des équations stœchiométriques relatives à la combustion des constituants de la réaction.
On retrouve :
⌬ r
ϭ 8 ⌬ c
(CO) ϩ 17 ⌬ c
(H 2 ) – ⌬ c
(C 8 H 18 )
ϭ 8 ϫ (–283) ϩ 17 (–285,2) – (–5 480)
soit
⌬ r
ϭ – 1 632 kJ.mol –1
(1)
8 [CO ϩ1/2 O 2 ]
ϭ
8 CO 2
8 ⌬ c
(CO)
(2)
17 H 2 ϩ 17/2 O 2
ϭ
17 H 2 O (l)
17 ⌬ c
(H 2 )
(3)
8 CO 2 ϩ 9 H 2 O (l)
ϭ
C 8 H 18 ϩ 25/2 O 2
– ⌬ c
(C 8 H 18 )
8 CO ϩ 17 H 2
ϭ
C 8 H 18 ϩ 8 H 2 O (l)
⌬ r
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
∆ r H m
o
kJ.mol
–1
-------------------H m
o
Détermination indirecte des enthalpies de réaction
Exercice 13.8
Les enthalpies de formation de référence ne peuvent se mesurer directement
que si le composé peut effectivement se former à partir des corps simples
correspondant aux éléments qu’il contient.
Ce n’est pas le cas du carbonate de calcium CaCO 3 , qui peut par contre
s’obtenir par la réaction CaO ϩ CO 2 ϭ CaCO 3 dont l’enthalpie molaire de
réaction de référence est – 178,5 kJ.mol –1 .
Pouvez-vous calculer indirectement l’enthalpie de formation de référence du
carbonate de calcium ?
(Les autres données éventuellement nécessaires sont disponibles dans l’Annexe I).
Par définition, l’enthalpie de formation de référence du carbonate de calcium est l’enthalpie de
la réaction dont l’équation stœchiométrique s’écrit :
Ca (s) ϩ C (s) ϩ 3/2 O 2 (g) ϭ CaCO 3 (s)
La méthode appliquée dans les exercices précédents est toujours valable.
Solution ⌬ f
(CaCO 3 ) ϭ – 1 207 kJ.mol –1 .
Exercice 13.9
Il existe un procédé de synthèse des hydrocarbures à partir des mélanges CO/
H 2 , par lequel on peut par exemple obtenir l’octane C 8 H 18 :
8 CO ϩ 17 H 2 ϭ C 8 H 18 ϩ 8 H 2 O (l)
Comment pourrait-on déterminer l’enthalpie de cette réaction, connaissant
l’enthalpie de combustion de l’octane,
C 8 H 18 ϩ 25/2 O 2 ϭ 8 CO 2 ϩ 9 H 2 O (l)
⌬ r H° ϭ – 5 480 kJ.mol –1
(Les autres données éventuellement nécessaires se trouvent dans l’Annexe I).
Solution
Comme dans tous les problèmes de ce genre, la combinaison d’équations stœchiométriques est
une bonne méthode.
Retrouvons l’équation stœchiométrique de la synthèse de l’octane par la combinaison des équations stœchiométriques relatives à la combustion des constituants de la réaction.
On retrouve :
⌬ r
ϭ 8 ⌬ c
(CO) ϩ 17 ⌬ c
(H 2 ) – ⌬ c
(C 8 H 18 )
ϭ 8 ϫ (–283) ϩ 17 (–285,2) – (–5 480)
soit
⌬ r
ϭ – 1 632 kJ.mol –1
(1)
8 [CO ϩ1/2 O 2 ]
ϭ
8 CO 2
8 ⌬ c
(CO)
(2)
17 H 2 ϩ 17/2 O 2
ϭ
17 H 2 O (l)
17 ⌬ c
(H 2 )
(3)
8 CO 2 ϩ 9 H 2 O (l)
ϭ
C 8 H 18 ϩ 25/2 O 2
– ⌬ c
(C 8 H 18 )
8 CO ϩ 17 H 2
ϭ
C 8 H 18 ϩ 8 H 2 O (l)
⌬ r
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
H m
o
∆ r H m
o
kJ.mol
–1
-------------------H m
o