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Concept
Enthalpie de réaction
Résumé
Lenthalpie de réaction est une grandeur de réaction associée à l'écriture de l'équation-bilan d'une réaction chimique effectuée à température et pression constantes. Elle s'exprime en joules par mole (J/mol) et correspond à la variation d'enthalpie du mélange réactionnel pour un avancement de la réaction en cours égal à 1 mol. Ainsi, si on connait l'avancement d'une réaction, on peut calculer la variation d'enthalpie associée à cette réaction d'après la relation suivante :
Pour les réactions chimiques ayant lieu à pression constante, l'enthalpie de réaction permet donc d'avoir accès à l'énergie libérée sous forme de chaleur car :
(voir enthalpie)
Une réaction chimique qui a une enthalpie de réaction négative est dite exothermique, puisqu'elle libère de la chaleur dans l'environnement, alors qu'une réaction chimique dont l'enthalpie de réaction est positive est dite endothermique : elle nécessite un apport de chaleur pour se produire.
Soit une réaction chimique quelconque notée sous la forme :
en attribuant selon la convention stœchiométrique une valeur négative aux coefficients stœchiométriques des réactifs et positive à ceux des produits :
pour un réactif ;
pour un produit.
L'enthalpie du système réactionnel est fonction des variables indépendantes (pression, température et quantité de chaque constituant du système) :
La fonction enthalpie étant une fonction d'état, sa différentielle totale est exacte et peut s'écrire selon :
avec l'enthalpie molaire partielle du constituant .
Chaque variation du nombre de mole est reliée à la variation de l'état d'avancement par :
On obtient alors, par remplacement dans l'expression de la variation d'enthalpie :
L'expression est par définition l'enthalpie de réaction de la réaction chimique envisagée à et constantes. L'enthalpie de réaction correspond donc à la différence des enthalpies molaires partielles entre les produits et les réactifs, en tenant compte de la stœchiométrie de la réaction.
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