La décomposition du carbonate de calcium

La décomposition du carbonate de calcium

Comprendre La décomposition du carbonate de calcium

Calculer les changements d’enthalpie et d’énergie interne pour la réaction de décomposition du carbonate de calcium (CaCO3) en oxyde de calcium (CaO) et dioxyde de carbone (CO2).

Réaction chimique :

\( \text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \)

Données fournies :

  • Enthalpies standards de formation (\( \Delta H^\circ_f \)) :

\( \Delta H^\circ_f (\text{CaCO}_3(s)) = -1208 \text{ kJ/mol} \)
\( \Delta H^\circ_f (\text{CaO}(s)) = -635 \text{ kJ/mol} \)
\( \Delta H^\circ_f (\text{CO}_2(g)) = -393 \text{ kJ/mol} \)

  • Constante universelle des gaz parfaits (R) : 8,314 J/mol·K
  • Température standard (T) : 298 K

Questions:

1. Calcul de l’enthalpie standard de la réaction \( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} \)

2. Détermination de la nature thermique de la réaction :

  • Si \( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} \) est positif, la réaction est endothermique (absorbe la chaleur).
  • Si \( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} \) est négatif, la réaction est exothermique (libère la chaleur).

3. Calcul de l’énergie interne de la réaction \( \Delta U^\circ \)

Correction : La décomposition du carbonate de calcium

1. Calcul de l’enthalpie standard de réaction (\(\Delta H^\circ_{\text{réaction}}\))

Pour la réaction :

\( \text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \)

En utilisant les enthalpies de formation données (\(\Delta H^\circ_f\)), l’enthalpie de réaction (\(\Delta H^\circ_{\text{réaction}}\)) est calculée par la différence entre les enthalpies des produits et des réactifs :

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = [\Delta H^\circ_f(\text{CaO}) + \Delta H^\circ_f(\text{CO}_2)] – [\Delta H^\circ_f(\text{CaCO}_3)] \)

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = [(-635) + (-393)] – [(-1208)] \text{ kJ/mol} \)

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = -1028 + 1208 \text{ kJ/mol} \)

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = 180 \text{ kJ/mol} \)

2. La réaction est-elle endothermique ou exothermique?

La réaction est endothermique, car \(\Delta H^\circ_{\text{réaction}}\) est positif.

3. Calcul de l’énergie interne standard de réaction (\(\Delta U^\circ\))

Pour convertir l’enthalpie de réaction en joules :

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = 180 \text{ kJ/mol} \times 1000 \text{ J/kJ} \)

\( \Delta H^\circ_{\text{réaction}} = 180,000 \text{ J/mol} \)

Ensuite, nous utilisons la relation suivante pour calculer \(\Delta U^\circ\) :

\( \Delta U^\circ = \Delta H^\circ – \Delta n_{gaz} RT \)

Où \(\Delta n_{gaz}\) est le changement dans le nombre de moles de gaz, \(R\) est la constante des gaz parfaits, et \(T\) est la température en kelvins.

\( \Delta n_{gaz} = n_{\text{produits}} – n_{\text{réactifs}} \)

\( \Delta n_{gaz} = 1 \text{ mole CO}_2 – 0 \text{ moles de gaz dans les réactifs} \)

\( \Delta n_{gaz} = 1 \)

Pour R, nous utilisons la constante des gaz parfaits en J/mol·K : \( R = 8.314 \text{ J/mol}\cdot\text{K} \)

En utilisant la température standard de 298 K :

\( \Delta U^\circ = 180,000 \text{ J/mol} – (1 \text{ mol}) \times (8.314 \text{ J/mol}\cdot\text{K}) \times (298 \text{ K}) \)

\( \Delta U^\circ = 180,000 \text{ J/mol} – 2473.572 \text{ J/mol} \)

\( \Delta U^\circ = 177,526.428 \text{ J/mol} \)

La décomposition du carbonate de calcium

D’autres exercices de chimie université:

Synthèse d’un médicament

Synthèse d’un médicament

Synthèse d'un médicament Comprendre la Synthèse d'un médicament Dans l'industrie pharmaceutique, la précision des réactions chimiques est essentielle pour assurer la sécurité et l'efficacité des médicaments. Un chimiste travaille sur la synthèse d'un composé actif...

Calcul de la constante d’équilibre

Calcul de la constante d’équilibre

Calcul de la constante d'équilibre Comprendre le Calcul de la constante d'équilibre Dans une réaction chimique en phase gazeuse, l'azote (\(N_2\)) réagit avec l'hydrogène (\(H_2\)) pour former de l'ammoniac (\(NH_3\)). L'équilibre de cette réaction est crucial dans la...

Thermodynamique et Combustion du Méthane

Thermodynamique et Combustion du Méthane

Thermodynamique et Combustion du Méthane Comprendre la Thermodynamique et Combustion du Méthane Considérez la réaction exothermique suivante qui se déroule à pression constante dans un réacteur fermé: \[ \mathrm{CH_4(g) + 2\ O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2\ H_2O(l)} \]...

Réaction de Neutralisation

Réaction de Neutralisation

Réaction de Neutralisation Comprendre la Réaction de Neutralisation La réaction de neutralisation entre l'acide chlorhydrique (HCl) et l'hydroxyde de sodium (NaOH) produit du chlorure de sodium (NaCl) et de l'eau (H₂O). La réaction chimique est la suivante: \(...

Processus de Synthèse du Medicinamol

Processus de Synthèse du Medicinamol

Processus de Synthèse du Medicinamol Comprendre le Processus de Synthèse du Medicinamol Dans l'industrie pharmaceutique, la synthèse de composés actifs est cruciale. La réaction de synthèse du médicament fictif Medicinamol à partir de ses précurseurs A et B est une...

Toxicité du Plomb dans un Lac Industriel

Toxicité du Plomb dans un Lac Industriel

Toxicité du Plomb dans un Lac Industriel Comprendre la Toxicité du Plomb dans un Lac Industriel Vous êtes un chimiste environnemental travaillant sur la décontamination d'un lac industriel contaminé principalement par du plomb (Pb). Des études récentes ont montré que...

Application du Principe de Le Chatelier

Application du Principe de Le Chatelier

Application du Principe de Le Chatelier Comprendre l'Application du Principe de Le Chatelier Dans l'industrie chimique, la synthèse de l'ammoniac (NH₃) est réalisée par la réaction entre le diazote (N₂) et le dihydrogène (H₂), connue sous le nom de réaction de Haber....

Analyse du Cycle de Born-Haber

Analyse du Cycle de Born-Haber

Analyse du Cycle de Born-Haber Comprendre l'Analyse du Cycle de Born-Haber Dans le contexte de la chimie des matériaux, comprendre la formation des composés ioniques est crucial. Le chlorure de sodium, communément appelé sel de table, se forme par la réaction entre le...

Calcul du pH d’une Solution Tampon

Calcul du pH d’une Solution Tampon

Calcul du pH d'une Solution Tampon Comprendre le Calcul du pH d'une Solution Tampon Vous êtes chimiste dans un laboratoire de recherche travaillant sur la stabilité des solutions tampons pour des applications biomédicales. On vous demande de préparer une solution...

Transformations Isochore et Isobare

Transformations Isochore et Isobare

Transformations Isochore et Isobare Comprendre les Transformations Isochore et Isobare Les transformations isochore et isobare sont des processus thermodynamiques importants qui se produisent sous des contraintes de volume ou de pression constantes respectivement. Ces...

Neutralisation de l’acide gastrique

Neutralisation de l’acide gastrique

Neutralisation de l'acide gastrique Comprendre la Neutralisation de l'acide gastrique L'acide gastrique, principalement composé d'acide chlorhydrique (HCl), est crucial pour la digestion mais peut causer des problèmes tels que l'acidité gastrique ou les ulcères...

Dosage de l’eau de Javel

Dosage de l’eau de Javel

Dosage de l'eau de Javel Comprendre le Dosage de l'eau de Javel Un technicien de laboratoire doit vérifier la concentration en hypochlorite de sodium (NaClO) dans un échantillon d'eau de Javel commercial. Le dosage se fait par titrage avec une solution de thiosulfate...

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *