CHIMIE

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COURS
460
T vap
T fus
T (K)
15
2 840
1 357
Applications du premier principe à la chimie
état standard de
référence de
l'élément de cuivre
Cu (g) : gaz parfait pur
monoatomique
Cu () : liquide pur
Cu (s) : cristal
Doc. 20 À 298 K, la réaction standard
de formation de l’oxyde de
cuivre (II) est :
2 Cu (s) + O 2 (g) = 2 CuO (s)
À 1500 K, la réaction standard de
formation de CuO (s) est :
2 Cu () + O 2 (g) = 2 CuO (s)
car, pour T = 1 500 K, l’état standard
de référence de l’élément cuivre est
le cuivre liquide.
corps pur
D fH 0 C p 0
(kJ .mol –1 )(J.K –1 .mol –1 )
Na (s) 0 28,41
Na (g) 108,7 20,79
Na 2O (s) – 415,9 68,2
N 2 (g) 0 29,12
N (g) 472,6 20,79
NO (g) 90,37 29,86
NH 3 (g) – 46,19 35,66
Doc. 21 Enthalpies standard de formation
et capacités calorifiques
molaires standard sous pression
constante de quelques corps purs à
298,15 K.
On remarque sur le tableau que Cp 0
est toujours positif tandis que D fH 0
peut être positif, nul ou négatif.
• C (graphite) + O (g) = CO (g) n’est jamais la réaction de formation de CO (g),
car le corps simple monooxygène O n’est jamais l’état standard de référence
de l’élément oxygène.
■ La donnée de la température T peut avoir de l’importance si la réaction fait
intervenir des éléments dont l’état standard de référence dépend de T (doc. 20).
■ La définition de la réaction standard de formation n’impose aucune relation
entre la température et l’état physique du corps formé.
À 298 K, et sous 1 bar, l’eau est liquide ; elle ne se vaporise qu’au-dessus de
373 K:à 298 K sous 1 bar, la vapeur n’est pas stable, mais se liquifie spontanément.
Il est néanmoins possible de définir la réaction standard de formation
de H 2O (g) à 298 K par : H2 (g) +1/2 O 2 (g) = H 2O (g)
7.2 Enthalpie standard de formation
L’enthalpie standard de la réaction standard de formation de l’espèce
chimique X, à une température T et dans un état physique donné, est
l’enthalpie standard de formation de cette espèce. Cette grandeur est
notée D fH 0 , l’indice f faisant référence à la formation.
D’après cette définition, l’enthalpie standard de formation du corps
simple correspondant à l’état standard de référence d’un élément est
nulle.
Exemple :
•L’équation de formation standard du dioxygène gaz parfait est, à toute température
:
O 2 (g) = O 2 (g)
C’est une identité et l’enthalpie standard de formation de O 2 est donc nulle à
toute température :
∀T , ∆ fH 0 (O 2, g) = 0
•L’équation de formation standard du trioxygène (ou ozone) gaz parfait est,
à toute température :
3/2 O2 (g) = O 3 (g)
∆ fH 0 (O 3, g) ≠ 0 car, bien que O 3 soit un corps simple, il n’est jamais l’état
standard de référence de l’élément oxygène.
Les enthalpies standard de formation sont tabulées pour de nombreux corps purs à
la température de 298 K (cf. doc. 21). La connaissance des capacités calorifiques
molaires standard sous pression constante permet de les calculer, si nécessaire, à
une autre température.
Remarque
Pour s’entraîner : ex. 11
Il ne faut pas confondre l’enthalpie molaire standard H m 0 d’un corps avec son enthalpie
standard de formation ∆fH 0 ; l’exemple d’un corps simple met en évidence cette
différence.
Considérons le cas du dioxygène gazeux : son enthalpie standard de formation est
nulle à toute température :
∀T , ∆fH 0 (O2, g) = 0