Thermochimie:

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Thermochimie:

Message par m@tix » 23 févr. 2006 23:30

Bonsoir!
Afin de nous entraîner pour un prochain DS, notre prof de chimie (thermo) nous a vivement conseillé l'exercice que voici, mais auquel j'ai beaucoup de difficultés. En espérant que vous pourrez m'apporter votre aide, précise si possible, je vous souhaite une bonne soirée et vous remercie d'avance. (désolé pour le nombre de questions, mais beaucoup ont le même style d'intitulé ..).

Enoncé:

On considère la réaction suivante, à $ 298K $: $ CH_4_{(g)} + Br_2_{(l)} \longrightarrow CH_3Br_{(g)} + HBr_{(g)} $

... et on dispose des données suivantes:

$ \Delta_fH $°$ _{CH_4_{(g)},298} = -74,9kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,CH_4_{(g)},298} = 186,2J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,CH_4_{(g)}} = 35,3J.mol^{-1}.K^{-1} $
-----------------------------------------------------------------------
$ \Delta_fH $°$ _{HBr_{(g)},298} = -36,4kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,HBr_{(g)},298} = 198,7J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,HBr_{(g)}} = 29J.mol^{-1}.K^{-1} $
-----------------------------------------------------------------------
$ \Delta_fH $°$ _{CH_3Br_{(g)},298} = -34,3kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,CH_3Br_{(g)},298} = 246J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,CH_3Br_{(g)}} = 40J.mol^{-1}.K^{-1} $
-----------------------------------------------------------------------
$ \Delta_fH $°$ _{Br_2_{(g)},298} = 30,9kJ.m{-1} $
$ S $°$ _{mol,Br_2_{(g)},298} = 245,5J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,Br_2_{(g)}} = 36J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ T $°$ _{vap,Br_2} = 331K $
$ S $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} = 152,2J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,Br_2_{(l)}} = 75,7J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ \rho $°$ _{Br_2_{(l)},298} = 3,2kg.L^{-1} $
$ M_{Br_2} = 160g.mol^{-1} $

Questions:

$ 1) $ Exprimer puis calculer $ \Delta_rn $ et $ \Delta_rn_{(g)} $

» Cette question, aucun problème :-)

$ 2) $ Exprimer le volume molaire standard de réaction à $ 298K $.

Je suis arrivé à la relation $ \Delta_rV $°$ _{mol,298} = \frac{R \time 298}{\rho $°$ - V $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} $. Il ne me reste donc plus qu'à exprimer $ V $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} $, mais cela devrait aller!

$ 3) $ Exprimer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 298K $

Pour celle-ci, je pensais à utiliser la loi de Hess :
$ \Delta_rH $°$ _{298} = \sum_i (\mu'_i \, \Delta_fH $°$ _{A'_i,298}) - \sum_i (\mu_i \, \Delta_fH $°$ _{A_i,298}) $ ... Mais celle-là aussi, je pense y parvenir tout seul :-)

$ 4) $ Exprimer l'énergie interne molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 5) $ Exprimer l'entropie molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 5) $ Exprimer l'enthalpie libre molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 6) $ Evaluer (= approximation) le volume molaire standard de réaction à $ 330K $.
$ 7) $ Evaluer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 330K $.
$ 8) $ Evaluer l'entropie molaire standard de réaction à $ 330K $.
$ 9) $ Evaluer l'enthalpie libre molaire standard de réaction à $ 330K $.

$ 10) $ Calculer $ \Delta_rH $°$ _{298}-330\Delta_rS $°$ _{298} $.

$ 11) $ Evaluer le volume molaire standard de réaction à $ 350K $.
$ 12) $ Evaluer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 350K $.
$ 13) $ Evaluer l'entropie molaire standard de réaction à $ 350K $.

N.B.: les gaz sont considérés parfaits.
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

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Message par Th. Zabulon » 26 févr. 2006 15:58

Je suppose qu'au dénominateur de l'expression de DrV°, ce n'est pas la masse volumique mais la pression standard p°.
Pour la suite, il faut utiliser DrH° = DrU° + p°DrV° pour obtenir DrU°, le calcul de DrS° ne pose aucun problème à partir des S°, on en déduit DrG°.
Lors des changements de température, il faut utiliser les relations du cours utilisant Cp° pour calculer DrH° et DrS°, supposer que la masse volumique du dibrome liquide change peu avec la température (330 K) pour déduire le reste. À 350 K, il faut considérer le dibrome gazeux et non liquide, ce qui ne pose pas de problème avec les données fournies.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

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Message par m@tix » 26 févr. 2006 19:18

Merci beaucoup de votre réponse!
Cependant, pourriez-vous m'indiquer les relations du cours dont vous parlez svp? Car mon cours dans cette matière est assez... désordonné (non pas à cause du soin que j'y apporte, mais plutôt à cause de la méthode du prof... :( ).

Merci d'avance.
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Message par m@tix » 28 févr. 2006 06:33

Que pensez-vous de l'influence de la pression sur ces grandeurs?
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Message par Th. Zabulon » 28 févr. 2006 22:44

Relation de Kirchhoff : dDrH°/dT = DrCp° et dDrS°/dT = DrCp°/T.
Il n'y a pas lieu de tenir compte de l'influence de la pression sur ces grandeurs, qui sont des grandeurs standard donc par définition sous pression p° = 1,00 bar.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

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