Détermination de l’Enthalpie de Réaction

Détermination de l’Enthalpie de Réaction

Comprendre la Détermination de l’Enthalpie de Réaction

Vous travaillez dans un laboratoire de chimie et on vous demande de déterminer l’enthalpie de la réaction entre l’acide chlorhydrique (HCl) et l’hydroxyde de sodium (NaOH) pour former du chlorure de sodium (NaCl) et de l’eau (H2O), à partir des enthalpies de formation standards.

La réaction chimique est la suivante :

\[ \text{HCl}_{(aq)} + \text{NaOH}_{(aq)} \rightarrow \text{NaCl}_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \]

Données :

  • Enthalpie de formation standard \((\Delta H_f^\circ)\) de \(\text{HCl}_{(aq)} = -167.2 \, \text{kJ/mol}\)
  • Enthalpie de formation standard \((\Delta H_f^\circ)\) de \(\text{NaOH}_{(aq)} = -425.6 \, \text{kJ/mol}\)
  • Enthalpie de formation standard \((\Delta H_f^\circ)\) de \(\text{NaCl}_{(aq)} = -407.0 \, \text{kJ/mol}\)
  • Enthalpie de formation standard \((\Delta H_f^\circ)\) de \(\text{H}_2\text{O}_{(l)} = -285.8 \, \text{kJ/mol}\)

Question :

Calculez l’enthalpie de réaction \((\Delta H_{rxn}^\circ)\) pour la réaction donnée, en utilisant les données fournies.

Correction : Détermination de l’Enthalpie de Réaction

1. Comprendre la Réaction Chimique

La réaction chimique donnée est :

\[ \text{HCl}_{(aq)} + \text{NaOH}_{(aq)} \rightarrow \text{NaCl}_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \]

Il s’agit d’une réaction de neutralisation entre un acide fort (HCl) et une base forte (NaOH), produisant du sel (NaCl) et de l’eau.

Les enthalpies de formation standard (\(\Delta H_f^\circ\)) fournies sont :

  • \(\Delta H_f^\circ (\text{HCl}_{(aq)}) = -167.2 \, \text{kJ/mol}\)
  • \(\Delta H_f^\circ (\text{NaOH}_{(aq)}) = -425.6 \, \text{kJ/mol}\)
  • \(\Delta H_f^\circ (\text{NaCl}_{(aq)}) = -407.0 \, \text{kJ/mol}\)
  • \(\Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O}_{(l)}) = -285.8 \, \text{kJ/mol}\)

Ces valeurs représentent l’énergie nécessaire pour former 1 mole de chaque composé à partir de ses éléments dans leur forme la plus stable à 25°C et 1 atm.

2. Calcul de l’Enthalpie de Réaction

L’enthalpie de réaction (\(\Delta H_{rxn}^\circ\)) se calcule en soustrayant la somme des enthalpies de formation des réactifs de celle des produits :

\[ \Delta H_{rxn}^\circ = \sum \Delta H_f^\circ (\text{produits}) – \sum \Delta H_f^\circ (\text{réactifs}) \]

Calcul pour les réactifs :

\[ \Delta H_{réactifs} = (-167.2) + (-425.6) \] \[ \Delta H_{réactifs} = -592.8 \, \text{kJ/mol} \]

Calcul pour les produits :

\[ \Delta H_{produits} = (-407.0) + (-285.8) \] \[ \Delta H_{produits} = -692.8 \, \text{kJ/mol} \]

3. Calcul Final de l’Enthalpie de Réaction

\[ \Delta H_{rxn}^\circ = (-692.8) – (-592.8) \] \[ \Delta H_{rxn}^\circ = -100.0 \, \text{kJ/mol} \]

Explication du Résultat

  • Résultat :

\[\Delta H_{rxn}^\circ = -100.0 \, \text{kJ/mol}\]

  • Interprétation :

La valeur négative de l’enthalpie de réaction indique que la réaction est exothermique. Cela signifie qu’elle libère de l’énergie sous forme de chaleur. En particulier, pour chaque mole de HCl réagissant avec une mole de NaOH, 100 kJ d’énergie sont libérés.

  • Signification :

Les réactions exothermiques, comme celle-ci, sont souvent spontanées et peuvent s’auto-entretenir une fois démarrées, car elles libèrent de l’énergie dans leur environnement.

Détermination de l’Enthalpie de Réaction

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