Enoncé :
1.1) Dans un calorimètre adiabatique de valeur en eau m=15g, on verse à 25°C 200mL d'acide chlorhydrique puis 200mL d'hydroxyde de sodium tous deux molaires ; à l'équilibre thermique, le thermomètre indique la température de 31,5°C.
Calculer l'enthalpie standard DrH° de neutralisation acide-base. [capacité calorifique massique de l'eau c = 4,184 J/K/g]
1.2) Retrouver la valeur de DrH° à l'aide des données thermochimiques :
DfH°(H2O)=-285,84 kJ/mol ; DfH°(HO-)=-230,0 kJ/mol.
2) Dans ce même calorimètre, on place un volume v1 d'acide chlorhydrique de concentration c1, puis on introduit à l'aide d'une burette un volume v d'hydroxyde de sodium de concentration c2. Initialement, la température de l'ensemble est t0=25°C ; t est la température à l'instant t donné du dosage.
2.1) Exprimer Dt=t - t0 en fonction de v(mL).
2.2) Application numérique : v1 = 100mL ; c1 = 1 mol/L ; c2 = 2 mol/L.
Calculer Dt à l'équivalence puis tracer la courbe y= DT.(v1=v=m) en fonction de v. Conclure.
Alors, pour commencer, j'ai écrit l'équation de la réaction :
HCl + NaOH --> Na+ + Cl- + H2O
Je ne suis déjà pas sure de cette équation.
1.1) J'ai essayé de calculer DrH° de la manière suivante :
DrH°= intégralede mCp dT de T=298 à T=304,5
Je trouve 679,9 J (résultat peu cohérent, je savais de toute manière que ce calcul était faux..)
1.2) DrH°= Dfh°(H2O) - DfH°(HO-) - DfH°(H+)
Sauf que, problème, on ne nous donne pas DfH°(H+). J'en déduis donc que ce calcul n'est pas bon.
Pour les questions suivante, je ne vois absolument pas comment il faut faire..
Si vous pouviez m'aider un peu, me donner quelques pistes, ce serait vraiment gentil. Parce que ça fait une semaine que mes camarades et moi cherchons comment faire, et ne trouvons pas.
Sur ce, je vous souhaite une bonne journée.
Merci d'avance à ceux qui essayeront de m'aider :)
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1.1) En assimilant la capacité thermique des solutions à celle de l'eau.
On a 200g de solution d'acide, 200g de solution basique et un calorimètre dont la capacité thermique est égale à celle de 15g d'eau.
Soit un ensemble ayant la capacité thermique de 415g d'eau et dont la température augmente de 6,5°C.
On a donc une variation de chaleur: ΔE = m.ΔT.c = ... J
Combien de mol d'acide et de base ont réagi? L'avancement de la réaction est ξ=... mol
Donc ΔrH° = -ΔE/ξ = -56,4 kJ/mol -
1.2) H+ est un espèce monoatomique. Son enthalpie de formation à partir d'éléments simples est nulle, puisque c'est lui même un élément simple.
ΔfH° (H2O) - ΔfH° (HO-) = ...
2) Il faut faire un bilan.
La capacité thermique du système est:
- Calorimètre: m.c
- Acide: ρ.V1.c, où ρ est la masse volumique de l'eau
- Soude: ρ.V2.c
La capacité thermique total est donc C=(m+ρ(v1+v2)).c
L’enthalpie libérée par la réaction est ξ.ΔrH°, où l'avancement ξ vaut:
- V.c2 avant l'équivalence, tant qu'on a V < veq = V1.c1/c2
- V1.c1 (ou Veq.c2) après l'équivalence, quand la soude se retrouve en excès
On a:
ΔT = -ΔH/C
ΔT = ξ.(-ΔrH°) / [c.(m+ρ(V1+V)]
Avec donc deux possibilités pour ΔT(V) selon que V<Veq ou V>Veq
ΔT = V.c2.(-ΔrH°) / [c.(m+ρ(V1+V)] si V ≤ V1.c1/c2
ΔT = V1.c1.(-ΔrH°) / [c.(m+ρ(V1+V)] si V > V1.c1/c2