Chapitre VII : Equilibre d un système thermodynamique - Constante d équilibre.

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Chapitre VII : Equilibre d un système thermodynamique - Constante d équilibre."

Raphaël Pinette
il y a 7 ans
Total affichages :

1 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. V. : Equlbre u système thermoyamque. er prcpe ( système ermé ) U=δQ + δw = δq V eme prcpe Q = δq rev δƒ avec δƒ ( égalté e Jouguet ) Q S U V Q S U U V S, De même : er prcpe ( système ouvert ) H Q Wt Q V eme prcpe Q Qrev avec Q rev Où Q S S V Or, G H S G H S S et H Q V G Q V S S ou G S S V Q S G S S V S G V S G ( éacto possble spotaémét)., Equlbre thermoyamque G H = U +.V ( ethalpe ) H S V F = U- S. ( éerge lbre ) F S V G = F +. ( ethalpe lbre ) G S V S, U, H, F, G U, V S, V S,, V, éacto possble : ( G), Seco prcpe pour u système ermé. Q Q S S S es S vec S et S Q e [apez u texte] age 7

2 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. Q S S Q S S S Q. S vec. S : traval o compesé traval sspé résultat es rréversbltés es trasormatos V... Degré avacemet ue réacto. our ue réacto type a + bb xx + yy O peut écrre : B X Y a b x y vec : a, b, x, y : ecets stœchométrques. : Varato e ombre e moles (prout ou réacts). : Degré avacemet. Sge : (-) sparto, (+) apparto u ombre e moles au cours e la réacto. Ou ue aço géérale, avec : coe stoechométrque. O ét égalemet l actvté u gaz réel pur par : a Ce qu oe p ( ) ( l a p p p G,. u V.. : Equlbre u système qu est le sege ue réacto. S ( traval o compesé ) ( eme prcpe ) * S >, ξ >, la réacto aura leu as le ses où l y a ormato es prouts ( ses rect ) * S <, ξ >, la réacto regressera ( ses verse : ) * Equlbre. (,) xées ( G), = [apez u texte] age 7

3 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. L équlbre e peut etre caractérsé que pa r : = et ξ = * éacto possble. CO + ½ O CO à 98 k et (atm). u. CO. CO O G G. G. G G G H S... Ethalpe.. lbre.. molare O a vu que pour qu ue réacto sot possble, l aut que : G G ou = ou G= ( équlbre thermoyamque), H S G Hco Hco Ho Sco Sco So H 83,938 J / Mole S 86,8 J / Molek 57,5 kj / Mole > G < réacto possble éacto mpossble o H Hco Ho Hco 83,938 kj / Mole S Sco So Sco 86,8 kj / Molek G H S 57,85 kj / Mole G réacto mpossble. * Equlbre = = G = [apez u texte] age 73

4 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. V. : state équlbre. V.. : Lo acto e masse gééralsée. Système à (,) = cte éacto : X to équlbre = G= Or G= -S + V ξ presso et température costates, G=- ξ avec : = - Equlbre = avec l a N l a l a l K a l K l a K l K l K c est la lo acto gééralsée. a *- Gaz réels. a *- Gaz parats. p K p a Etat e réérece at p K p K pour = atm K V.. : Expresso e la costate équlbre e octo e la varato ethalpe lbre. epreos l équato l K G l K vec G H S l K H l K S g p O a vu que pour ue réacto chmque. a g bb g G g g éacts G xx yy L routs L équlbre est caractérsé pa r : G = x X a.. y b B : [apez u texte] age 74

5 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre.. x y x y X Y X. Y G L. a b osos Kp ( phase gazeuse uquemet ) a b B. B l Kp G t G l Kp vec Kp : costate équlbre. appelos que : G x. G ( X ) y. G ( Y ) a. G ( ) b. G ( B) 98K G est trée es tables thermoyamques (pour température =98 K et presso = atm). V..3 : Varato e la costate équlbre avec la température. L kp G Or G V S S G S G O remplace cte 98 lors S as t L kp S p cte o a t as l'tervalle e température. 98 G G G t G S ou G S. G S Or L kp G S G H S ou H G G S S l kp H Equato e VN HOFF NB : ou car la presso a aucue luece sur l ethalpe u gaz parat. H H Cette lo motre que s : * H > éacto eothermque l kp t ses () prortare. S L (kp) kp [apez u texte] age 75

6 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. t ses () prortare. V..4 : Calcul e la costate équlbre. * H < éacto exothermque Lkp S L(kp) kp L Kp = - G / vec : G / = H S L Kp = - H / + S / : empérature e réérece H S H S Cp Cp X X H L Kp S Cp Cp X X Exemple : ½N + ½ O NO H L Kp# S Chaleur e ormato ( H ) J/Mole Etrope e ormato J/Mole k N 9,57 O 5,9 NO 9398,7 ( H) 98 = 9398 J/mole. ( S) 98 =,7 5,9/ 9,57/ =,375 J/Mole k. Ex : L Kp = / +,375/ = - 87/ +,488. L Kp = - 87/ +,488 = k L Kp = - 3,95 K =,9 K NO O N [apez u texte] age 76

7 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. V..5 : luece e la presso sur l équlbre Gaz parat Kp = () our ue réacto e phase gazeuse: () g + b(b) g x(x) g + y(y) g x X a y Y b B Kp vec : X, Y,, B pressos partelles S o tet compte e la racto molare = x. O a : x. x y y x y X.. Y. X. Y Kp. a a b b a b. B.. B x y ab x y X. Y Kp. a b. B vec : X, Y,, B ractos molares et = ( x+y )- ( a+b ) S o pose x X a y Y b B K X o obtet Kp = K x = éacto sas varato e ombre e moles. Dela, K X = Xp. - costate, o peut écrre : log K x Log K x = Log(Kp) -.Log(). * S < LogK x >, K x est ue octo crossate e la presso. S K x : L équlbre est éplacé as le ses e la réacto. * S > LogK x < K x est ue octo écrossate e la presso. S K x : L équlbre est éplacé as le ses e la réacto. * S = la presso totalee lue pas sur le éplacemet e l équlbre. Exemple: H (g) + H (g) Kp = K x. = K x [apez u texte] age 77

8 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. E resumé Ue augmetato e presso totale provoque le éplacemet e l équlbre as le ses qu mue le ombre total es molécules gazeuses. Ue muto e presso totale provoque le éplacemet e l équlbre as le ses qu augmete le ombre total es molécules gazeuses. pplcatos : pplcato : u mélage e 3 volumes eau et e 4 volumes oxye e carboe est chaué à volume costat jusqu'à 97 C. 97 C, l eau se écompose e hyrogèe et le C e C. C + H C +H H 97 C, Kp, 63 H o Calculer la composto volumque es gaz présets à la température cosérée. Soluto. D après l éocé u problème, la réacto s écrt e la même maère suvate : 3H + 4C ac + b H + e H Equatos équlbre: H 3 = + c C 4 = a + b O 3/ + 4/ = a +b/ + c/ state équlbre Kp H H o H H o a. b. c Nous sommes e présece e 4 cous et 4 équatos. La résoluto e ces équatos oe : = 5,93; b = 8,7; c = 5,93; = 7,7 avec : a + b + c + = 7 La composto volumque es gaz à la température 97 C e écoule: our C 5,93/7. =, % our C 8,7/7. = 9,8 % our H 5,93/7. =, % our H 7,7/7. = 6, % [apez u texte] age 78

9 Chaptre V : Equlbre u système thermoyamque - state équlbre. pplcato : S cal/mole k h cal/mole g cal/mole NH 3 46, N 45,77 H 3, N + 3H NH 3 5 à C, ethalpe e réacto # cte Calculer la costate équlbre à C Soluto. Calculos tous abor Kp à 5 C G L kp G98 g g NH 3 3g H g N G cal / mole 8,3 J / Molek#,98 cal / molek G LKp #3,48 Kp à C? H H VN HOFF L kp L kp L kp H : l ethalpe e réacto à 5 C = prouts réacts H = ( H ) NH3 3( H ) H ( H ) N = *4 = 8 cal/mole 98 H H 98 H 98 H 6, * # 7,5,98 kp 3,48 7,5 5, 9 L Kp # 387,6 à C. [apez u texte] age 79

Documents pareils

SYSTEME FERME EN REACTION CHIMIQUE

SYSTEME FERME EN REACTION CHIMIQUE I. DESCRIPTION D UN SYSTEME. Les dfférets types de système (ouvert, fermé, solé U système S est formé d u esemble de corps séparés du reste de l uvers (appelé mleu extéreur