CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
462
15
Applications du premier principe à la chimie
APPLICATION 6
Utilisation des enthalpies standard de formation
Pour préparer du soufre à partir du sulfure d’hydrogène
extrait du gaz naturel du Lacq, on fait réagir le
sulfure d’hydrogène gazeux avec le dioxyde de soufre
gazeux : on obtient ainsi du soufre liquide et de l’eau
vapeur.
1) Écrire l’équation de cette réaction et calculer,
grâce aux données, son enthalpie standard à 298 K.
2) Pourquoi l’enthalpie standard de formation du
soufre liquide n’est-elle pas nulle ?
Données : ∆ fH 0 (kJ . mol –1 ) à 298 K :
SO 2 (g) : – 298,8 ; H 2O (g) : – 241,8 ;
H 2S (g) : – 20,6 ; S () : + 11,8 .
8 Structure et Thermochimie
8.1 Formation d’ions
8.1.1. Ionisation
1) L’équation de la réaction (1) est :
(1) SO 2 (g) + 2 H 2S (g) = 3 S () + 2 H 2O (g)
L’application de la relation (15.26) conduit à :
∆ rH 0 1 = – 1 . ∆ fH 0 (SO 2 ; g) – 2 . ∆ fH 0 (H 2S ; g)
+ 3 . ∆ fH 0 (S ; ) + 2 . ∆ fH 0 ( H 2O ; g)
DrH 0 1 = – 108,2 kJ .mol–1
La réaction est exothermique, c’est ce qui explique
que le soufre est liquide et l’eau vapeur.
2) À 25 °C, sous 1 bar, la phase stable du corps simple
soufre est le soufre cristal (et plus précisément la
forme cristalline appelée soufre a). À cette température,
l’état standard de référence de l’élément soufre
est donc le soufre a ; le corps simple S () n’a donc
pas une enthalpie standard de formation nulle.
Pour s’entraîner : ex. 11 et 12
Rappelons la notion d’ionisation, déjà présentée au chapitre 1.
L’ionisation est le processus d’obtention de cations à partir d’atomes, de
molécules ou d’ions gazeux par perte d’un électron.
Par définition, l’énergie d’ionisation d’une espèce M est égale à l’énergie minimale
qu’il faut fournir à M au cours du processus d’ionisation :
M (g) c M + (g) + e – (g)
L’énergie d’ionisation d’une espèce, notée E i1 , peut être déterminée expérimentalement
en mesurant la d.d.p. accélératrice du faisceau d’électrons servant à ioniser
la molécule ou l’atome : c’est cette quantité qui est appelée potentiel d’ionisation
V ion de M (doc. 23).
La quantité 1 A . e . V ion, appelée couramment énergie d’ionisation de M, représente
plus précisément l’énergie interne standard d’ionisation de l’espèce M, à 0 K,
∆ ionU 0 (0) : elle est égale à l’énergie interne de réaction d’un processus fictif car
aucun gaz ne subsiste à 0 K.
∆ ionU 0 (0) = 1 A . e . V ion
L’enthalpie standard et l’énergie interne standard d’un processus donné sont reliées
par la relation (15.22) :