oct 19 2007

[Labo] Détermination de la chaleur de dissolution

Publié par le 1:49 dans expériences,thermodynamique

Nous allons évaluer la variation d’enthalpie d’une transformation chimique : la dissolution d’un sel. Suivant la nature du sel le processus peut être endothermique ou exothermique. Sur le net j’ai découvert cette simulation assez fidèle 

 

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 Et en vrai … ? Cette manipulation demande un investissement minimum. Comme calorimètres des gobelets (photo ci-dessous et quelques détails techniques ici) en PVC ferons l’affaire. Le mode opératoire est simple (pour NaOH, NH4NO3, …)

  • peser 1/20ème de mole du composé;
  • introduire dans le calorimètre en PVC 180 ml d’eau froide (en moles … 200 fois plus que de soluté. L’eau peut alors être assimilée au milieu extérieur);
  • attendre que la température de l’eau à l’intérieur du calorimètre se stabilise (température initiale Ti);
  • introduire la substance à dissoudre, reboucher immédiatement le calorimètre;
  • agiter avec le thermomètre pour avoir une dissolution complète et attendre que la température se stabilise (température finale Tf);
  • effectuer trois fois cette mesure pour chaque composé;

calori-dis.jpg

 

Mesures et résultats. Rappelons que la formule pour la chaleur dégagée ou absorbée est Q = m.c. ΔT (en toute rigueur on mesure la chaleur absorbée/cédée par le milieu extérieur, l’eau, et non la chaleur cédée/absorbée par le système chimique étudié. Mais ces deux quantités sont égales au signe prêt. Par convention, un phénomène exothermique aura une variation d’enthalpie négative et un phénomène endothermique une variation d’entalpie positive).

Remarque sur les grandeurs et unités. Dans la formule il faut veiller à respecter les « bonnes » unités. Q s’exprimera en joules (J)

  • m en g qui correspond à la masse d’eau (le milieu extérieur) soit 180g,
  • c=4.186 joules/(g.°C) (capacité calorifique de l’eau),
  • ATTENTION ΔT = Tf – Ti est pris en valeur absolue. Le signe de ΔH dépendra du caractère exothermique (<0) ou endothermique (>0) de la réaction. le ΔH correspond à Q ramené à une mole de composé dissous (dans notre cas ΔH=20.Q).

Et ça donne quoi ? Et bien les résultats sont honorables (sachant que nous avons utilisé des thermomètres gradués précis au degré et que les variations de température observées sont de quelques degrés).

Groupe NH4NO3 NaOH
  1   ΔH=30kJ/mol    ΔH=45,4kJ/mol 
  2   ΔH=30kJ/mol    ΔH=55kJ/mol 
  3   ΔH=30kJ/mol    ΔH=38kJ/mol 
  4   ΔH=30kJ/mol    ΔH=45kJ/mol 
  moyenne   ΔH=30kJ/mol    ΔH=45,9kJ/mol 
  dans les tables            ΔH=25,4kJ/mol    ΔH=44,2kJ/mol 

mesures effectuées le 15/10/2007

5e Sc.Appliquées (CESU, Tournai)

La lecture de Tf est évidemment délicate … en retirant le thermomètre du calorimètre, la température indiquée va changer. Une façon d’éliminer cette erreur est de procéder comme indiqué ici … à condition d’avoir le matériel


Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre

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4 nombreuses réponses

4 Responses to “[Labo] Détermination de la chaleur de dissolution”

  1. jean banzaon 31 jan 2009 at 1:32

    reaction de dissolution de sel (nacl)dans l’eau

  2. lilion 26 nov 2012 at 2:06

    wow merci les données les résultats la démarche….TOUT! merci infiniment vous m’avez donné un tuyau solide!

  3. adminon 26 nov 2012 at 5:16

    Avec plaisir ;-))

  4. chahrazedon 05 mar 2014 at 6:53

    merci bien tu m’as aidé de trouver le TP que je cherche merci encore

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