Module 1 La thermochimie

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1 Module 1 La thermochimie

2 Endothermique vs exothermique

3 Les ruptures de liaisons et les formations de liaisons

4 1.2 Variations d énergie Exemples de variations d énergie Refroidissement de la nourriture Réchauffement de la glace Réchauffement de la nourriture Facteurs importants dans la mesure des variations d énergie a) température ( T) Une grande variation de température indique une grande variation d énergie

5 b) Masse de la substance (m) plus la masse est grande, plus la quantité de chaleur pouvant être absorbée ou libérée est élevée. c) Type de substance (chaleur massique) (c) La chaleur massique est la quantité d énergie, en joules, requise pour élever de 1 C la température de 1 gramme de substance. Plus la chaleur massique est élevée, plus la substance peut absorber ou libérer une plus grande quantité d énergie.

6 Calculs des variations de température Cette équation sert à calculer l énergie thermique impliquée lors d un changement d état.

7 Devoir p.597 #8 à 11 et p.599 #12 à 15

8 La calorimétrie Qu est-ce que la calorimétrie? Technologie qui permet de mesurer les variations d énergie thermique lors de réactions physique ou chimique. Qu est-ce qu un système isolé? Un dispositif qui empêche la matière et l énergie d entrer ou de sortir du système. À quoi sert un calorimètre? C est un appareil utilisé pour mesurer les variations d énergie thermique, dans lesquelles on connaît la masse d eau contenue ainsi que la capacité calorifique du calorimètre.

9 Types de calorimètres Une réaction chimique qui se produit dans un verre de polystyrène. Une barre de métal chauffée ajoutée à de l eau dans une bombe calorimétrique.

10 Réaction endothermique Types de réactions Réaction exothermique

11 Calculs en calorimétrie Transferts de chaleur: Q eau = - Q métal Transfert de chaleur de la substance la plus chaude vers la substance la plus froide Aucun changement d état ou réaction chimique Exercices: Faire les problèmes #15 à 17 p.599

12 Chaleur de combustion Certains systèmes utilisent des hydrocarbures pour se réchauffer. Ex: un chauffe-eau au gaz naturel On parle alors de chaleur de combustion. C est la chaleur libérée par grammes de gaz ou bien la chaleur par moles. Exemple: Quelle quantité d énergie thermique est nécessaire pour élever la température de 151 L d eau de 20,5 C à 65,0 C? Si 506 g de méthane sont nécessaires pour chauffer cette eau, quelle est la chaleur de combustion du méthane par gramme et par mole?

13 Données: Q=? V(eau)=151L M(eau)=151kg T i = 20,5 C T f = 65,0 C a) Ça prend donc 2,81 x 10 4 kj d énergie thermique.

14 b) Chaleur de combustion = énergie thermique divisée par la masse ou bien par le nombre de mole de substance.

15 Chaleur de dissolution C est la chaleur (énergie) nécessaire pour dissoudre un solide dans un solvant donné (eau). On la calcule en divisant l énergie par la masse de solide ou bien par le nombre de mole de substance. Faire les exercices p #18 à 21.

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18 Les changements d état

19 Variations d enthalpie ( H) Enthalpie: énergie requise pour rompre une liaison ou énergie libérée lors de la formation d une liaison. Parfois, l énergie ajoutée n augmente pas l énergie cinétique moyenne des molécules. L énergie ajoutée sert alors à d autres fins: Briser des liens entre les atomes (changements d états) Former de nouveaux liens entre différents composés (réaction chimique) Briser ou former des liens au niveau des noyaux des atomes (réactions nucléaires)

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21 Enthalpie de fusion/évaporation Énergie requise pour liquéfier ou vaporiser un gramme de substance à l état solide ou liquide. H f = nh f ou H vap = nh vap «H» représente la variation de l enthalpie et se mesure en J ou kj. «n» représente le nombre de mole et se mesure en mol «H f»représente l enthalpie molaire de fusion et est mesurée en kj/mol «H vap»représente l enthalpie molaire de vaporisation et est mesurée en kj/mol

22 L enthalpie de réaction (chaleur de réaction) Dépend de la température ( 25 C ) et la pression 100 kpa à TAPN température ambiante et pression normale. Enthalpie standard de formation/décomposition Quantité d énergie absorbée ou libérée quand une mole de composé se forme à partir de ses éléments dans leur état standard.

23 Manières de représenter une variation d enthalpie Équation thermochimique: Expression distincte:

24 Avec des diagrammes d énergie potentielle: On effectue des diagrammes d énergie potentielle pour montrer comment l énergie a permis de rompre des liens ou de former de nouveaux liens l axe des y représente l énergie potentielle en Kj on indique les réactifs sur une droite horizontale si la réaction est endo la droite est en bas du graphique si la réaction est exo la droite est en haut du graphique

25 Une flèche indique la variation d enthalpie se produisant lors du: changement d état d une réaction chimique d une réaction nucléaire Cette flèche monte vers les produits si la réaction est endo descend vers les produits si la réaction est exo

26 on indique les produits sur une droite horizontale si la réaction est endo la droite est en haut du graphique si la réaction est exo la droite est en bas du graphique