Qu’est-ce que l’enthalpie de réaction ?
L’enthalpie de réaction $\Delta _r H$ correspond à la variation d’enthalpie dans un mélange réactionnel dont l’avancement, $\xi=1mol$, et qui évolue de manière isotherme, isobare. Elle est donnée par :
$\Delta _r H= \left( \frac{\partial H}{\partial \xi}\right) _{T,P}$
Avec
$H$ l’enthalpie en J.
$\xi$ l’avancement de la réaction en mol.
Comment calculer une enthalpie standard de réaction ?
On peut utiliser la loi de Hess qui permet de trouver l’enthalpie standard de réaction à partir des enthalpies standards de formation des réactifs et des produits. La loi s’écrit :
$\Delta _r H ^o = \sum _i \nu _i \Delta _f H ^o _i$
Avec
$\Delta _r H ^o $ l’enthalpie standard de réaction
$\nu _i$ le coefficient stœchiométrique algébrique du constituant $i$ de la réaction (positif si produit et négatif si réactif)
$\Delta _f H ^o _i$ enthalpie de formation du constituant $i$
Pour obtenir l’enthalpie de réaction, il est à noter que :
$\Delta _r H(T,P,\xi) \approx \Delta _r H ^o(T)$
Comment savoir si une réaction est exo ou endothermique ?
Dans le cas d’une transformation isobare, on a :
$\Delta H =Q$
D’où :
$\Delta _r H ^o = \frac{Q}{\psi}$
Conséquence :
Si $\Delta _r H < 0 $ -> la réaction libère de la chaleur dans l’environnement
-> Réaction exothermique
Si $\Delta _r H > 0 $ -> la réaction consomme de la chaleur pour se produire
-> Réaction endothermique
Comment calculer une température de flamme ?
La température de flamme est la température maximale atteinte à la fin d’une transformation isobare adiabatique. Pour la calculer, il faut :
- Vérifier que la réaction chimique considérée est bien équilibrée
- Noter que $\Delta H =0$ car transformation isobare adiabatique
- Décomposer la transformation en un chemin fictif composé de 2 étapes. La première étant la transformation chimique isotherme, donc :
$\Delta H_1= \xi \Delta _r H^o$
La deuxième étant l’échauffement du mélange réactionnel passant des températures $T_I$ à $T_F$, d’où :
$\Delta H_2 = \sum _i n_i c_{p,i}\left(T_F-T_I\right)$
- Conclure en isolant $T_F$ dans la relation
$\Delta H = \Delta H_1 + \Delta H_2$
