Quelques applications de la thermochimie

Objectif : Quantité d’énergie thermique mise en jeu lors de la dissolution des sels dans l’eau, mesurée à l’aide d’un calorimètre ainsi que déterminer si cette réaction chimique est endothermique ou exothermique.

Contexte théorique : La chaleur mise en jeu lors d'une réaction chimique, correspond à la variation de la fonction d'état enthalpie : ΔH. Cette différence d’énergie, exprimée en kilojoules par moles, peut être : * Positive (endothermique)1 ; * Négative (exothermique)2 ; * Nulle (athermique).
On peut donc dire qu’une réaction endothermique peut s'écrire sous la forme suivante :
Réactifs + Énergie → Produits donc le ΔH + (voir médiagraphie 1)) et qu’une réaction exothermique peut s'écrire sous la forme suivante :
Réactifs → Produits+ Énergie donc le ΔH –

Par contre, Il ne faut pas confondre la température et la chaleur. La température, (T) qui se mesure en degrés Celcius ou en kelvins, dépends de la vitesse des particules d’une substance, c'est-à-dire de leur degré d’agitation due aux mouvements de vibration, de rotation et de translation alors que la chaleur (Q) qui se mesure en joules (J) dépend également de la vitesse des particules (∆T) mais aussi de la quantité de la matière (m) et de la nature de celle-ci (c) comme le montre la formule suivante : Q=mc∆T
Il faut également noter que Q = - ΔH, et que le signe final suite à l’équation déterminera si la réaction chimique sera endothermique ou exothermique tel que vu plus haut. (voir médiagraphie 2) Pour faire cette expérience, le meilleur moyen sera à l’aide d’un calorimètre, qui est un appareil servant à mesurer les échanges de chaleur. De plus cet outil constitue un système thermodynamique isolé, ce qui implique qu'il n'y a pas d'échange de matière et d'énergie (travail ou chaleur) avec le milieu extérieur. (voir médiagraphie 3)
Résultats :
Tableau 1 : Données prélevées lors de la dissolution des sels dans une quantité égale d’eau