Thermodynamique chimique Etats de la matière o Définitions o Les états de la matière o Premier principe : U, H o Deuxième principe : S o Enthalpie libre et équilibre Cours complété et exemplifié dans UE spé Pharma P.

Thermodynamique chimique Etats de la matière o Définitions o Les états de la matière o Premier principe : U, H o Deuxième principe : S o Enthalpie libre et équilibre Cours complété et exemplifié dans UE spé Pharma P. Melnyk - UE1 - Thermochimie La thermodynamique, à quoi ça sert ? A+B C+D En chimie, il est important de prévoir : - La vitesse de la réaction, cinétique - Le sens de la réaction, - Les proportions des constituants, - La quantité d'énergie échangée. P. Melnyk - UE1 - Thermochimie thermodynamique La thermodynamique, à quoi ça sert ? Etude des transformations du point de vue des échanges d'énergie. Transformation : passage d'un système d'un état initial Ei à un état final Ef. Si transformation = réaction chimique : -> thermodynamique chimique ou thermochimie. P. Melnyk - UE1 - Thermochimie La thermodynamique, à quoi ça sert ? La thermochimie répond aux questions : - pourquoi une réaction se produit-elle ou ne se produitelle pas ? - peut-on prévoir la spontanéité d'une réaction - quel sera son état d'équilibre ? P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Notion de système Système : Milieu extérieur : tout ce qui n'est pas le système. Milieu extérieur Système + P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Notion de système Nature du système liée à nature des échanges avec le milieu ext Energie Matière ? ? ? Cellule vivante Récipient clos Bouteille thermos Convention Energie reçue par le système -> Energie fournie par le système -> P. Melnyk - UE1 - Thermochimie <0 >0 Etats d'un système Etat d'un système défini par des variables d'état. - Extensives : additives, liées à la quantité de matière du système, concernent le système dans sa globalité. -> - Intensives : non additives, définies en tout point du système. -> V, m, n T, P + V , m , n , T, P 222 P. Melnyk - UE1 - Thermochimie V , m , n , T, P 222 Etats d'un système Fonction d'état F = fonction des variables d'état a F1 b F2 c Etat initial Etat final Pour aller de l'état 1 à l'état 2, F peut prendre divers chemins (a, b ou c): les états initial F1 et final F2 seront les mêmes. P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Etats d'un système Fonction d'état F = fonction des variables d'état a F1 b F2 c Etat initial Etat final - Valeur de F ne dépend que des valeurs des variables d'état, - indépendante de la transformation subie par le système P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Etats d'un système Un système en équilibre thermodynamique : - aucun échange avec - les variables intensives sont - les variables d'état qui le définissent restent fixes avec le temps. P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Etats d'un système Cas particulier d'un éq. chimique : éq. stationnaire Apparence macroscopique d'état d'équilibre mais dynamique au niveau moléculaire. Les concentrations de tous les constituants = constantes mais Ex : réaction d'estérification : CH3CO2H + CH3CH2OH CH3CO2C2H5 + H2O P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Transformation d'un système -> transform. d'une ou plusieurs variables d'état Vi, mi, ni Ti, Pi transformation Etat final Etat initial Transf. à T cste Transf. à P cste Transf. à V cst Vf, mf, nf Tf, Pf -> -> -> Transf. adiabatique -> P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Transformation d'un système -> transform. d'une ou plusieurs variables d'état Vi, mi, ni Ti, Pi transformation Vf, mf, nf Tf, Pf Etat final Etat initial Transf. réversible : le passage de l'état initial à l'état final implique Transf. irréversible : ne peut être inversée ni arrêtée. Transformation P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Transformation d'un système = Chgt de phases d'un CP Corps pur (CP) : substance constituée d'une seule espèce chimique Phase = état physique d'un système homogène Syst. monophasique Syst. biphasique P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Transformation d'un système = Chgt de phases d'un CP Corps pur (CP) : substance constituée d'une seule espèce chimique Etats physiques d'un corps pur + condensé GAZ Atomes ou molécules faiblement liés, en agitation permanente. Compressible. Pas de forme ni volume propres. LIQUIDE Atomes ou molécules liés entre eux. Difficilement compressible. Volume propre, pas de forme propre (forme du récipient). SOLIDE Atomes ou molécules fortement liés entre eux. Incompressible. Volume et forme propres. P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Différentes phases d'un CP Transitions de phase : passage d'un état à un autre. fusion solide vaporisation liquide solidification gaz condensation P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Diagramme de phases (Clapeyron) Relie la Tre et la P pour les 3 états de la matière d'un CP (solide, liquide, gaz). o Frontière : courbe de chgt d'état -> équil. entre les 2 états. P courbe de courbe de o Pt triple :. o Relation de Clapeyron dP dT L = T ?V L : chaleur latente chgt état ?V = Vf - Vi pour chgt état . point triple courbe de sublimation T P. Melnyk - UE1 - Thermochimie Diagramme de phases (Clapeyron) Relie la Tre et la P pour les 3 états de la matière d'un CP (solide, liquide, gaz). dP o Cas de l'eau : dglace0 courbe de . point triple courbe de sublimation T P. Melnyk - UE1 - Thermochimie <...