Exercice 4
Soit l’équilibre suivant :
La constante
relative à cet équilibre est égale à
à la température
de 900°C et
à 1000°C.
Question 1
Calculer la variance du système.
La variance
La règle des phases détermine dans quelles conditions les phases d’un
système hétérogène se trouvent en équilibre.
La règle des phases s’écrit :
Avec : V= variance
C = nombre de constituants indépendants (C= N – r-s)
N = nombre de constituants de l’équilibre.
r = nombre de transformations ou de réactions réversibles entre les
constituants (nombre de relations)
s = nombre de relations particulières.
p = nombre de facteurs physiques qui interviennent dans l’équilibre. En
général p = 2 (pression et température)
Si
, p=1 (température, la pression n’est plus un facteur d’équilibre)
Pour les systèmes condensés (systèmes composés seulement des phases solides et liquides), nous avons également p = 1.
=nombre de phase
Le système est trivariant :T,P et
ou T,P et
Question 2
En déduire, dans ce domaine de température, si la réaction est
exothermique ou endothermique
à T = 900°C,
à T = 1000°C,
On constate que la constante
de cet équilibre augmente quand la température augmente de 900°C à 1000°C. L’équilibre se déplace vers le sens 1(formation de
et
). La formation de
(g) et celle de
(g) sont favorisées.
Dans ces conditions la pression de
diminue et celles de
(g) et de
(g)
augmentent.
D’après la loi de Le Chatelier, si la température augmente, l’équilibre se déplace dans le sens de la réaction endothermique.
En effet, on a d’après la relation de Van’t Hoff,
(
varie peu avec la pression)
augmente lorsque la température augmente donc
dans le sens 1
La réaction est donc endothermique dans le sens 1.
Question 3
Quelle est la variation d’enthalpie
de cette réaction, en
supposant qu’elle reste constante dans le domaine de température
considéré ?
Variation d'enthalpie
Sachant que
est constant entre 900°C et 1000°C, l’intégration de la relation de Van’t Hoff donne :
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