Synthèse du Chapitre 4: La Variation d'Enthalpie

SYNTHÈSE: La variation d'enthalpie

4.1 L'enthalpie et la variation d'enthalpie

• L'enthalpie (H) est l'énergie totale d'un système à pression constante.
  • C'est la somme de toutes les énergies potentielles et cinétiques contenues dans le système.
• La variation d'enthalpie (\Delta H) est la chaleur échangée entre un système et son environnement lors d'une transformation physique ou chimique à pression constante.
• La variation d'enthalpie d'une transformation correspond à: \Delta H = Hp - Hr , où Hp est l'enthalpie des produits et Hr est l'enthalpie des réactifs.

4.2 Les transformations endothermiques et exothermiques

• Transformations endothermiques :
  • Les changements de phase (solide → liquide → gaz) sont des transformations physiques endothermiques.
  • Ils impliquent la diminution des forces d'attraction entre les molécules.
  • Une réaction chimique endothermique nécessite d'absorber de la chaleur pour se produire.
  • La variation d'enthalpie (\Delta H) est positive, car l'enthalpie des produits est plus grande que celle des réactifs.
  • Les liaisons sont plus fortes dans les réactifs que dans les produits.
• Transformations exothermiques :
  • Les changements de phase (gaz → liquide → solide) sont des transformations physiques exothermiques.
  • Ils impliquent l'augmentation des forces d'attraction entre les molécules.
  • Une réaction chimique exothermique dégage de la chaleur lorsqu'elle se produit.
  • La variation d'enthalpie (\Delta H) est négative parce que l'enthalpie des produits est plus petite que celle des réactifs.
  • Les liaisons sont plus faibles (brisées plus facilement) dans les réactifs que dans les produits.

Équations Thermochimiques

• Réaction endothermique :
  • Peut être exprimée de deux manières :
    1. CaCO3(s) \rightarrow CaO(s) + CO2(g) \qquad \Delta H = 178 \text{ kJ/mol}
    2. CaCO3(s) + 178 \text{ kJ} \rightarrow CaO(s) + CO2(g)
• Réaction exothermique :
  • Peut être exprimée de deux manières :
    1. 4Fe(s) + 3O2(g) \rightarrow 2Fe2O_3(s) \qquad \Delta H = -824.2 \text{ kJ/mol}
    2. 4Fe(s) + 3O2(g) \rightarrow 2Fe2O_3(s) + 1648.4 \text{ kJ}

4.3 Le bilan énergétique

• Processus endothermique :
  • L'enthalpie des liaisons brisées est supérieure à l'enthalpie des liaisons formées.
  • \Delta H > 0
• Processus exothermique :
  • L'enthalpie des liaisons formées est supérieure à l'enthalpie des liaisons brisées.
  • \Delta H < 0
• Briser des liaisons chimiques est un processus endothermique.
• Former de nouvelles liaisons est un processus exothermique.
• Plus l'énergie pour briser une liaison est grande, plus la liaison est forte.
• Pour calculer la variation d'enthalpie d'une réaction chimique, il faut additionner la variation d'enthalpie des liaisons brisées (\Delta H{\text{liaisons brisées}}) et la variation d'enthalpie des liaisons formées (\Delta H{\text{liaisons formées}}).
  • \Delta H = \Delta H{\text{liaisons brisées}} + \Delta H{\text{liaisons formées}}

4.4 Le calcul de la variation d'enthalpie par la stœchiométrie

• L'énergie absorbée ou dégagée par une réaction est proportionnelle au nombre de moles des réactifs et des produits mis en jeu.