Pour suivre les variations
d'énergie au cours des réactions
chimiques, on utilise une grandeur appelée enthalpie
H. On peut se représenter l'enthalpie comme la mesure de
l'énergie d'un
système. Quand le système perd de l'énergie (réaction exothermique),
l'enthalpie diminue et inversement.
L'enthalpie est une fonction
d'état, cela signifie que sa
valeur dépend du système actuel et non de la façon dont il a été obtenu
(comme
l'altitude par exemple).
La quantité de chaleur
ou énergie thermique mise en jeu se mesure en
Joule et éventuellement en calorie: 1cal = 4.185
Joules. La calorie est une unité "historique", elle représente
la quantité de
chaleur nécessaire pour chauffer 1 g d'eau de 14,5° - 15,5
°C.
Illustration
H final = H initial +
énergie nécessaire
pour
libèrer les molécules
d'eau de leurs forces de cohésion (6,03 kJ) |
Pour obtenir de
l'eau à partir de glace, il faut
apporter de l'énergie. Les valeurs de H
diffèrent donc
selon l'état
physique. On doit donc le préciser en utilisant des abréviations.
Exemple pour
H2O à 0°C:
ΔHfus =
H
(l) -
H (s) = 6.03 kJ · mol-1
Qui signifieque pour
fondre une mole de glace à 0°C, il faut 6.03 kJ.
(la
température finale étant toujours de 0°C)
Donc
l'enthalpie d'une mole d’'eau à 0°C est supérieure à celle de
la glace à 0°C
et 1 atm d’un petit surplus d'énergie de 6,03 kJ. La fusion d'une mole
de glace est donc un phénomène
endothermique
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Etat standard:
Etat physique sous lequel le corps pur est le plus stable à la pression
atmosphérique (1 bar) et pour une température donnée.
Enthalpie standard de
formation ΔfH°
On
appelle ainsi l'effet énergétique qui se manifeste lors de la
synthèse
totale (c-à-d. à partir des corps simples) d'une mole d'un composé
donnée, dans les conditions standards.
Par définition, l'enthalpie standard de formation d'un élément (C,
Fe...) ou d'un corps simple (O2, N2...)
est nulle.
Enthalpie de changement de
phase
elle correspond à la chaleur mise en jeux lors du changement d'état.
Enthalpie de réaction ΔH°r
chaleur mise en jeux lors d'une réaction chimique.
Energie de ionisation
Chaleur mise en jeux pour ioniser un atome.
Energie de
liaison
Variation
d'enthalpie lors de la formation d'une liaison à partir des atomes
isolés à l'état gazeux (réaction en général hypothétique). La valeur de
l'énergie d'une liaison entre deux atomes varie d'un composé à un
autre, les valeurs que l'on trouve dans les tables sont des valeurs
moyennes.
Pouvoir
calorifique
On
nomme ainsi la quantité de chaleur produite par la combustion de a)
pour les solide un kilo
de combustible b) 1m3 pour les gaz. On parle de
P.C. sup et inf suivant que l'on forme H2O
liquide ou gaz.
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