Calcul d’enthalpie de réaction
Comprendre le Calcul d’enthalpie de réaction
La réaction entre le chlorure d’hydrogène gazeux et l’ammoniac gazeux est représentée par l’équation chimique suivante :
\[\mathrm{HCl}_{(g)} + \mathrm{NH}_3{(g)} \rightarrow \mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}_{(s)}\]
On donne les enthalpies de formation standard (\(\Delta H_f^\circ\)) des substances impliquées dans la réaction :
- \(\Delta H_f^\circ\) du \(\text{HCl}_{(g)}\) = -92.3 kJ/mol
- \(\Delta H_f^\circ\) du \(\text{NH}_3(g)\) = -45.9 kJ/mol
- \(\Delta H_f^\circ\) du \(\text{NH}_4Cl_{(s)}\) = -314.4 kJ/mol
Questions :
1. Calcul de l’enthalpie de réaction (\(\Delta H_r^\circ\)) : Utilisez les enthalpies de formation standard données pour calculer l’enthalpie de réaction standard (\(\Delta H_r^\circ\)) pour la formation de chlorure d’ammonium à partir de chlorure d’hydrogène gazeux et d’ammoniac gazeux.
2. Interprétation de l’enthalpie de réaction : Sur la base du résultat obtenu, déterminez si la réaction est exothermique ou endothermique. Expliquez ce que cela signifie en termes d’absorption ou de libération d’énergie.
3. Impact sur l’environnement : Considérant que la réaction est exothermique/endothermique (selon votre réponse précédente), discutez de l’impact potentiel d’une telle réaction sur l’environnement si elle était réalisée à grande échelle. Prenez en compte les aspects tels que le potentiel de réchauffement climatique ou la pollution atmosphérique.
Correction : Calcul d’enthalpie de réaction
1. Calcul de l’enthalpie de réaction (\(\Delta H_r^\circ\)):
L’enthalpie de réaction standard (\(\Delta H_r^\circ\)) peut être calculée à partir des enthalpies de formation standard des produits et des réactifs selon la formule :
\[ \Delta H_r^\circ = \sum \Delta H_f^\circ (\text{produits}) – \sum \Delta H_f^\circ (\text{réactifs}) \]
En substituant les valeurs données :
\[\Delta H_r^\circ = \Delta H_f^\circ (\text{{NH}_4Cl_{(s)}}) – \left( \Delta H_f^\circ (\text{{HCl}_{(g)}}) + \Delta H_f^\circ (\text{{NH}_3_{(g)}}) \right)\] \[\Delta H_r^\circ = (-314.4 \, \text{kJ/mol}) – ((-92.3 \, \text{kJ/mol}) + (-45.9 \, \text{kJ/mol}))\] \[\Delta H_r^\circ = -314.4 \, \text{kJ/mol} + 92.3 \, \text{kJ/mol} + 45.9 \, \text{kJ/mol}\] \[ \Delta H_r^\circ = -176.2 \, \text{kJ/mol} \]
2. Interprétation de l’enthalpie de réaction:
Le résultat de \(\Delta H_r^\circ = -176.2 \, \text{kJ/mol}\) indique que la réaction est exothermique. Cela signifie que la réaction libère de l’énergie sous forme de chaleur.
Une réaction exothermique entraîne une augmentation de la température de l’environnement car l’énergie est transférée du système (la réaction chimique) à son entourage.
3. Impact sur l’environnement:
La nature exothermique de cette réaction, libérant \(-176.2 \, \text{kJ/mol}\) d’énergie, peut avoir plusieurs implications environnementales, surtout si elle est réalisée à grande échelle :
- Libération de chaleur :
La chaleur dégagée peut contribuer localement à l’augmentation de la température. Dans des zones industrielles ou des espaces confinés, cela nécessite une gestion et une dissipation efficaces de la chaleur pour éviter des effets nocifs, comme des risques accrus d’incendie ou de surchauffe.
- Considérations écologiques :
Bien que la réaction elle-même ne contribue pas directement au réchauffement climatique, les processus industriels associés (comme la production et le transport des réactifs) peuvent avoir un impact environnemental, notamment en termes d’émissions de gaz à effet de serre.
- Utilisation d’énergie :
L’énergie libérée pourrait être captée et réutilisée, contribuant ainsi à une gestion plus durable des ressources énergétiques dans des processus industriels.
Calcul d’enthalpie de réaction
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