theobromine's blog

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 

Cliquez ici pour un affichage plus confortable  et puis F11 pour le plein écran

 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;

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).

La lecture de T_f 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

convert this post to pdf.

Trackback URI | Comments RSS