La variation d'enthalpie

L'enthalpie (H) est l'énergie totale, donc la somme de tous les types d'énergie, qui est contenue dans un système à pression constante. Elle est exprimée en joules (J) ou en kilojoules (kJ).

La variation d'enthalpie (ΔH) correspond donc à l'énergie absorbée ou dégagée par une réaction, et ce, à une pression et une température constantes. Cette énergie porte également le nom de chaleur de réaction. Elle est aussi exprimée en joules (J) ou en kilojoules (kJ).

En effet, lors de la formation d'une particule de matière, que ce soit un atome ou une molécule, une quantité d'énergie est accumulée. L'énergie interne de cette particule inclut :

  • l'énergie cinétique des électrons en mouvement autour du noyau;
  • l'énergie cinétique des molécules et des atomes qui vibrent, tournent et se déplacent;
  • l'énergie potentielle provenant des forces d'attraction entre les nucléons et celles entre les noyaux et les électrons;
  • l'énergie potentielle des liaisons chimiques entre les atomes contenus dans les molécules;
  • l'énergie potentielle des interactions entre les molécules.

L'enthalpie comprend donc toutes ces formes d'énergies cinétiques et potentielles.

Pour calculer la variation d'enthalpie, il faut faire la différence entre l'enthalpie des produits et celle des raéctifs, ce qui se traduit par la formule suivante :

ΔH = Hproduits - Hréactifs

On peut aussi chercher à connaître la variation d'enthalpie molaire standard (ΔH°). Celle-ci correspond à la variation d'enthalpie liée à la transformation d'une mole d'une substance particulière, et ce, à TAPN. À ce moment, on utilise comme unité le kilojoule par mole (kJ/mol).

Il est possible de trouver la variation d'enthalpie grâce à l'observation d'un diagramme énergétique ou en calculant le bilan énergétique d'une réaction. On peut aussi faire un calcul stoechiométrique pour trouver la valeur de la variation de l'enthalpie.

Calculer l'énergie dégagée lors de la réaction suivante si une masse de 5,50g de H2 est utilisée avec suffisamment de F2.

H2 (g) + F2 (g) → 2 HF(g) + 546,6 kJ

Solution
D'abord, trouvons à combien de moles de H2 équivaut 5,50g. C'est possible en faisant un simple produit croisé avec la masse molaire de H2 qui est de 2,02g/mol.

|\frac{2,02g}{1mol}=\frac{5,50g}{?}|   où ? = 2,72mol

Ensuite, encore une fois, on fait un produit croisé afin de déterminer quelle est la quantité d'énergie dégagée pour 2,72mol en sachant que pour 1 mole de H2 cette quantité est égale à 546,6kJ.

|\frac{546,6kJ}{1mol}=\frac{?}{2,72mol}|   où ? = 1487kJ

Donc, si la réaction est réalisée avec 5,50g de H2, une quantité de 1487kJ serait dégagée.

(On pourrait aussi dire que la variation d'enthlapie liée à la transformation de 5,50g de H2 correspond à -1487kJ, puisque l'énergie est dégagée.)

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse