Calcul du changement d’enthalpie : un guide étape par étape

L’enthalpie est une grandeur physique essentielle en chimie qui mesure la quantité totale de chaleur libérée ou absorbée lors d’une réaction chimique. Il est donc important de savoir comment calculer le changement d’enthalpie d’une réaction afin de comprendre les processus qui se déroulent au niveau moléculaire. Dans cet article, nous vous présenterons un guide étape par étape pour calculer le changement d’enthalpie.

Étape 1 : Équation chimique équilibrée
La première étape pour calculer le changement d’enthalpie implique d’écrire l’équation chimique équilibrée pour la réaction en question. Cette équation décrit les réactifs et les produits impliqués dans la réaction. Par exemple, considérons la réaction de combustion du méthane : CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O.

Étape 2 : Coefficients stœchiométriques
Après avoir écrit l’équation chimique, il est essentiel de noter les coefficients stœchiométriques correspondants à chaque réactif et produit. Dans notre exemple, le méthane (CH4) a un coefficient stœchiométrique de 1, tandis que le dioxygène (O2) a un coefficient de 2. Le dioxyde de carbone (CO2) a également un coefficient de 1 et l’eau (H2O) a un coefficient de 2.

Étape 3 : Tableau des enthalpies de formation standard
La prochaine étape consiste à se référer à un tableau d’enthalpies de formation standard. Ce tableau fournit les enthalpies de formation standard (ΔHf°) pour chaque composé présent dans l’équation chimique. L’enthalpie de formation standard est la quantité de chaleur libérée ou absorbée lors de la formation d’une mole d’une substance à partir de ses éléments constitutifs dans leur état standard.

Étape 4 : Somme des enthalpies de formation des produits
Dans cette étape, nous additionnons les enthalpies de formation standard des produits de la réaction. Dans notre exemple, l’enthalpie de formation standard du CO2 est -393,5 kJ/mol, et l’enthalpie de formation standard de H2O est -285,8 kJ/mol. Donc, la somme des enthalpies de formation des produits est (-393,5 kJ/mol) + 2(-285,8 kJ/mol).

Étape 5 : Somme des enthalpies de formation des réactifs
De la même manière, nous additionnons les enthalpies de formation standard des réactifs de la réaction. Dans notre exemple, l’enthalpie de formation standard du CH4 est -74,8 kJ/mol et l’enthalpie de formation standard de O2 est 0 kJ/mol. Donc, la somme des enthalpies de formation des réactifs est (-74,8 kJ/mol) + 2(0 kJ/mol).

Étape 6 : Changement d’enthalpie
La dernière étape consiste à soustraire la somme des enthalpies de formation des réactifs de la somme des enthalpies de formation des produits. Cela nous donne le changement d’enthalpie (ΔH) de la réaction. Dans notre exemple, le ΔH de la réaction sera donc (-393,5 kJ/mol) + 2(-285,8 kJ/mol) – (-74,8 kJ/mol) + 2(0 kJ/mol).

En conclusion, le calcul du changement d’enthalpie d’une réaction chimique implique d’écrire l’équation chimique équilibrée, d’identifier les coefficients stœchiométriques, de se référer à un tableau d’enthalpies de formation standard et de sommer les enthalpies de formation des réactifs et des produits. La soustraction de ces deux sommes finales nous donne le changement d’enthalpie de la réaction. Ce guide étape par étape est essentiel pour comprendre et prédire les aspects thermodynamiques des réactions chimiques, et il est couramment utilisé par les chimistes du monde entier.

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