📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Second principe : La variation d'entropie de l'univers est $\Delta S_{univ} = \Delta S_{sys} + \Delta S_{ext} \geq 0$. Pour une transformation monotherme, $\Delta S_{sys} = \frac{Q_{rev}}{T} + S_{créée}$ avec $S_{créée} \geq 0$.
- Enthalpie libre : $G = H - TS$. À $T$ et $P$ constantes, $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$.
- Critère d'évolution :
- $\Delta_r G < 0$ : évolution spontanée dans le sens direct.
- $\Delta_r G > 0$ : évolution spontanée dans le sens inverse.
- $\Delta_r G = 0$ : système à l'équilibre.
- Équilibre chimique : $\Delta_r G = \Delta_r G^\circ + RT \ln Q_r$. À l'équilibre, $Q_r = K^\circ(T)$ et $\Delta_r G^\circ = -RT \ln K^\circ$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer $\Delta_r S^\circ$ et $\Delta_r H^\circ$ à partir des tables de données.
- Déterminer le sens d'évolution d'une réaction en comparant $Q_r$ et $K^\circ$.
- Calculer la constante d'équilibre $K^\circ$ à partir de $\Delta_r G^\circ$.
Exemples corrigés
- Calcul de $K^\circ$ : Pour $A \rightleftharpoons B$, si $\Delta_r G^\circ = -5,7$ kJ/mol à 298K, alors $K^\circ = \exp(-\frac{-5700}{8,314 \times 298}) \approx 10$.
- Sens d'évolution : Si $Q_r = 100$ et $K^\circ = 10$, alors $Q_r > K^\circ$, la réaction évolue dans le sens inverse.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir les températures en Kelvin.
- Utiliser des pressions en atm au lieu de bars dans $Q_r$.
- Confondre $\Delta_r G$ (à un instant $t$) et $\Delta_r G^\circ$ (standard).