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Expérience

LA THERMOCHIMIE

L’expérience consiste à mettre un produit dans de l’eau et en mesurer les transferts énergétique du produit à l’eau, ou de l’eau au produit.

Schéma
Thermomètre

Produits (0,1 mole de chaque)

Bécher
Eau (H2O)

100ml

Données et réactions

Produits et masses de ceux-ci:
1. NaCl (Chlorure de sodium)
(23+35,45)×0,1=5,845 gr
2. KNO3 (Nitrate de potassium)
(39,45+14+16×3)×0,1=10,1 gr
3. NaOH (Hydroxyde de sodium)
(23+16+1)×0,1=4 gr

1. NaCl (s)
2. KNO3 (s)
3. NaOH (s)

H2O
H2O
H2O

Masses par mole :
N = 14
O = 16
H=1
K = 39
Na = 23
Cl = 35,45

Na (aq) + Cl (aq)

Ti= 17°c
△T= +0,5°c
Tf= 17,5°c

K+ (aq) + NO3- (aq)

Ti= 17°c
△T= -4,8°c
Tf= 12,2°c

+

-

Na+ (aq) + OH- (aq)

Ti= 20°c
△T= +6°c
Tf= 26°c

Les différentes réactions face au transfert d’énergie :
- Endothermique (Qui prend de la chaleur, refroidit l’espace)
- Exothermique (Qui perd de la chaleur, réchauffe l’espace)
- Athermique (Sans transferts)

1.

Calcul de la masse :
M=m÷n
m=M×n

Variation de chaleur
(Joule)
J

Mesurer la variation de chaleur

△Q = meau × Cp × △T
Variation de chaleur
Capacité calorifique
(Joule)
(Joule par gramme et
J
par degré celcius)
Masse de l’eau
J/g°c
(Gramme)
Delta de la température
gr
(Degré celcius)
°c

△Q
Cp =
meau × △T
Capacité calorifique
(Joule par gramme et
par degré celcius)
J/g°c

Note : La capacité calorifique de l’eau équivaut à 4,18 J/g°c

Les variations pour les 3 produits sont donc :
- NaCl : 100×4,18×0,5=209 J ou +2 Kj
- KNO3 : 100×4,18×(-4,8)=-2006,8 J ou -20 Kj
- NaOH : 100×4,18×6=2508 J ou +25 Kj

Delta de la température
(Degré celcius)
°c
Masse de l’eau
(Gramme)
gr

Les trois catégories de systèmes
échange avec l’environement de

- Système ouvert : Énergie + matière
- Système fermé : Énergie
- Système isolé : Rien

L’enthalpie
L’enthalpie (H) sert à estimer le contenu énergétique d’un composé (petit ou grand).
Exemple avec NaOH :

HNaOH
△H = Hproduit - Hréactif = (HNa+ + HOH-)- HNaOH
HNa+
= <0 ou -25 Kj
HNaLe sel a perdu de l’énergie, ça chauffe l’eau.
L’enthalpie est toujours l’inverse de △Q.
KNO3 : △H = >0 ou +20 Kj
NaCl : △H = 0 ou -2 Kj

2.

Formule :

△H = -△Q

Graphiques :

NaOH
H(J)

Hr

(Endo- △H
thermique)

Hp
Réactifs
(NaOH)

Produits
(Na+)(OH-)

Avancement de la réaction

KNO3
H(J)

Hr

△H (Exothermique)

Hp
Réactifs
(K)

Produits
(N+)(O-)

Avancement de la réaction

NaCl
H(J)

Hr Hp

△H (Athermique)

Réactifs
(NaCl)

3.

Produits
(Na+)(Cl-)

Avancement de la réaction

Calculer l’enthalpie
L’enthalpie est une fonction d’état qui ne dépend pas du chemin suivi pour la
calculer.
Par exemple :

△Hr = HB- HA

A

B

△H1

△Hr = HB- HA

△H3

C

D

△H2

△Hr = △H1 + △H2 + △H2 + △H3 = HB - HA

Exercices
CH3OH + 3/2 O2
△HƒCH3OH

△Hr = ?

CO2 + 2H2O

0

△HƒCO2

C + 2H2 + 1/2 O2
3/2 O2

C + O2

2△HƒH2O

2H2 + O2

△HƒCH3OH : -126 Kj/mol
△HƒH2O : -285,8 Kj/mol
△HƒCO2 : -393,5 Kj/mol

△Hr = -△HƒCH3OH + △HƒCO2 + 2△HƒH2O
△Hr = -293 Kj

H2O(L)

△Hr = ?

H2O(G)

△HƒH2O (G) : -242 Kj/mol
△HƒH2O (L): -286 Kj/mol

H2 + 1/2 O2

△Hr = -△HƒH2O (G) - △HƒH2O (L) = -242 - (-286) = 44 Kj/mol

4.

CO + O2

CO2

△H1

△H2

C + O2

CO

△H1 : -242 Kj/mol

C + O2

CO2

△H2 : -394 Kj/mol

CO2

△Hr = -△H1 + △H2 = -(-242)+(-394)=-152 Kj/Mol

5.

1ère Version. Synthétisé avec ♥ par La fabrique de la forêt.