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   Déroulement des réactions





La notion d'entropie S a été introduite en 1854 par le physicien allemand Rudolph Clausius (1822-1888). La variation de cette grandeur est le moteur des réactions chimiques.
Un système évolue spontanément vers l'état le plus probable, cet état est le plus desordonné. L'entropie est une mesure de cette grandeur (grandeur liée à la chaleur et à la température: ΔS = ΔQ/T)

Illustrations
  • Si deux pièces sont reliées par une porte, il est plus probable que les molécules de gaz se répartissent de manière homogène entre les deux pièces. S'il règne une forte pression dans l'une et une faible dans l'autre, une flux de gaz va se faire de manière à égaliser les pressions. Les chances pour que toutes les molécules se trouvent dans la même pièce sont en fait nulles si la porte est ouverte. Le sysème évolue donc vers un désordre maximum.
  • La température est déterminée par l'énergie cinétique moyenne des molécules d'un gaz. Si un gaz s'arrangeait pour trier ses molécules en mettant dans un coin les molécules rapides et dans un autre les molécules lentes, on pourrait avoir une température énorme dans un coin et une température glaciale dans un autre. La réalité est que la température tend à s'égaliser, à nouveau l'évolution va dans le sens d'un désordre maximum.
Une augmentation de l'entropie signifie une augmentation du désordre. Nous avons donc maintenant deux grandeurs pour prévoir la spontanéité d'une réaction, le dégagement d'énergie et l'augmentation du désordre.

Illustration
Voici un extrait d'un tableau de valeurs thermodynamiques:

composé chimique Masse molaire (g)  ΔfH°(298)(kJ/mole) S°298 (J/(mol.K))
C (graphite) 12,011 0 5,68
C (diamant) 12,011 1,92 2,45
H2O (liquide) 18 -285,8 69,96
H2O (gaz) 18 -241,8 188,74

On peut constater que l'entropie de l'eau et plus importante sous forme de gaz que de liquide et que l'entropie du graphite est plus importante que celle du diamant, ce qui est logique car dans les deux cas le désordre est plus important.