thermodynamique BTS biotechnologie 2007

( 7 points )

HCOOH + Br₂ = CO₂ + 2H⁺ + 2Br^-.

- une variation d'entropie standard D_rS° = -11,3 J K^-1 mol^-1.

- une constante d'équilibre K= 1,051 10⁴².

Exprimer puis calculer les variations d'enthalpie libre standard D_rG°.

On donne R= 8,314 J K^-1 mol^-1.

D_rG° = -RT ln K

D_rG° = -8,314*298,15 ln (1,051 10⁴²)= -2,40 10⁵ J mol^-1.

Exprimer puis calculer les variations d'enthalpie standard D_rH°.

D_rG° =D_rH° -TD_rS°

D_rH° = D_rG° + TD_rS°

D_rH° = - 2,40 10⁵ + 298,15 * (-11,3) = - 2,40 10⁵ -3,37 10³ = -2,40 10⁵ J mol^-1.

L'oxydation de l'acide méthanoïque est-elle spontanée dans les conditions standard ?

La constante K étant très élevée, D_rG° étant négatif, l'oxydation de l'acide méthanoïque est spontanée.

Cette réaction est-elle endo ou exothermique ?

D_rH° est négative : la réaction est exothermique.

Exprimer DrS° en fonction des entropies molaires standard des diverse espèces intervenant dans l'équation de la réaction et en déduire celle de l'acide méthanoïque. Données : S°CO2 = 117,6 J K-1 mol-1 ; S°Br2 = 130,5 J K-1 mol-1 ; S°Br- = 82,4 J K-1 mol-1 ; S°H+ = 0 J K-1 mol-1

D_rS° =S°_CO2 + 2S°_Br- -S°_Br2 -S°_HCOOH .

S°_HCOOH = S°_CO2 + 2S°_Br- -S°_Br2-D_rS°

S°_HCOOH = 117,6+2*82,4-130,5-(-11,3)

S°_HCOOH =163,2 J K^-1 mol^-1.