188 13 • Application des principes de la thermodynamique aux transformations chimiques
À partir de l’Annexe I, on trouve :
⌬ vap
ϭ 34 kJ.mol –1
(l) ϭ 173,3 JK –1 mol –1
(g) ϭ 269,3 JK –1 mol –1
On en déduit :
⌬ vap
ϭ 96 JK –1 mol –1
et
soit
ou encore
␪ ϭ 81 °C
La valeur expérimentale est 80,1 °C.
N.B. Il peut arriver qu’on souhaite connaître a priori et approximativement, la température de vaporisation d’un liquide, mais les températures de vaporisation sont essentiellement des grandeurs expérimentales. Cet exercice a surtout pour but d’illustrer, sur un
phénomène simple, la notion de température d’équilibre, pour laquelle (ѨG/Ѩn) T,p ϭ 0.
Spontanéité des transformations chimiques
Exercice 13.20
Déterminez les variations d’enthalpie ⌬ r
et d’entropie ⌬ r
des réactions
suivantes, à 298 K. À partir de ces valeurs, discutez les conditions de température dans lesquelles ces réactions peuvent être spontanées (en admettant que
⌬ r
et ⌬ r
ne varient pas avec la température).
a) 2 Al ϩ 3/2 O 2 ϭ Al 2 O 3
b) Fe 2 O 3 ϭ 2 Fe ϩ 3/2 O 2
c) Fe 2 O 3 ϩ 2 Al ϭ Fe ϩ Al 2 O 3
d) 3 O 2 ϭ 2 O 3
(Les données nécessaires se trouvent dans l’Annexe I).
Solutions
Les réactions spontanées se font dans le sens pour lequel
< 0
avec
ϭ ⌬ r
ϩ RT ln Q
Si nous considérons que tous les constituants sont dans leur état de référence, c’est-à-dire que
leur activité relative est égale à 1, Q ϭ 1 et ln Q ϭ 0. Il faut donc avoir
⌬ r
< 0
H m
o
S m
o
S m
o
S m
o
T
∆ vap H m
o
∆ vap S m
o
----------------- -
=
T
3 400 J.mol
–1
96 JK
–1 mol
–1
--------------------------------- -
354 K
=
=
H m
o
S m
o
H m
o
S m
o
∂G
∂ξ
------ 
 
T,p
∂G
∂ξ
------ 
 
T,p
G m
o
G m
o