CHIMIE

CaCO 3 (s)
CO 2 (g)
CaO (s)
Doc. 5 Ce système comporte trois
phases, chacune d’elles n’étant
constituée que d’une seule espèce.
Il est le siège de la réaction d’équation
:
CaCO 3 (s) = CaO (s) + CO 2 (g)
(*) Le pascal est une unité très petite :
la pression atmosphérique au niveau de
la mer est voisine de 101 kPa.
Applications du premier principe à la chimie
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COURS
De même, l’enthalpie d’un mélange de gaz parfaits à la température T sous la
pression p est la somme des enthalpies de chaque constituant à cette température,
soit, en notant H m,i l’enthalpie molaire du i-ième constituant :
H(T, p, n1, n2, …, ni)= Σ ni . Hm,i ( T)
i
2.2.2. Mélanges comportant des corps condensés
Les mélanges hétérogènes que nous considèrerons cette année en
Thermodynamique chimique sont des mélanges dans lesquels chaque phase
condensée, liquide ou solide, n’est constituée que d’un seul corps pur (doc. 5) ;
le cas des solutions ne sera pas considéré. Or, nous avons admis que l’énergie
interne et l’enthalpie d’un corps pur condensé ne dépendent pratiquement que
de la température. Il en résulte donc que :
Pour des mélanges de gaz (assimilés à des gaz parfaits) et de phases
condensées pures (dont le volume est supposé invariable) :
U(T, V, n1 , n2 , …, ni ) ª S ni . Um, i (T) (15.6)
i
2.3 États standard
H(T, p, n 1, n 2 , …, n i) ª S i
2.3.1. États standard d’un constituant
n i . H m, i (T) (15.7)
Les états standard d’un constituant physico-chimique sont des états particuliers,
choisis conventionnellement :
• Quel que soit l’état physique du constituant, les états standard
correspondent à une pression dite standard, notée p 0 et conventionnellement
fixée à 100 000 pascals (*) .
p 0 = 100 000 Pa = 1,00000 bar
• À chaque température, correspond un état standard particulier ;
il est donc nécessaire de préciser la température pour définir l’état
standard considéré.
• L’état standard, à la température T, d’un constituant gazeux, pur
ou dans un mélange, est l’état du gaz parfait associé, à la même
température T et sous la pression standard p 0 .
• L’état standard, à la température T, d’un constituant dans un état
condensé (liquide ou cristal), pur ou dans un mélange, est l’état de ce
constituant pur, dans le même état physique, à la même température
T et sous la pression standard p 0 .
La notion d’état standard d’un constituant à la température T n’implique pas
que l’état physique de ce constituant soit le plus stable, à cette température.
Exemple : À 50 °C sous 100 kPa, la phase stable de l’eau est l’eau liquide, mais
on peut définir l’état standard, à cette température, des trois phases.
• L’état standard de l’eau vapeur est l’eau, gaz parfait à 50 °C sous 100 kPa ;
c’est un état hypothétique car une telle vapeur se liquéfierait spontanément,
pour conduire à un mélange d’eau liquide et de vapeur d’eau.
• L’état standard de l’eau cristal est la glace pure dans les mêmes conditions ;
c’est un état hypothétique car un tel cristal fondrait spontanément.
•L’état standard de l’eau liquide est le liquide pur dans les mêmes conditions ;
c’est un état réalisable en pratique.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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