6.12: Enthalpies de réaction

Pour une réaction qui se produit dans des conditions normales, une équation générale est utilisée pour calculer le changement d'enthalpie standard de la réaction. Cette équation est résolue par trouver la différence entre la somme des enthalpies standard de formation des produits et la somme des enthalpies standard de formation des réactifs, chaque multipliée par son coefficient stoechiométrique. Considérons la combustion de 2 moles d'acétylène gazeux avec 5 moles d'oxygène gazeux pour former 4 moles de dioxyde de carbone gazeux et 2 moles de vapeur d'eau dans des conditions standard.

L'enthalpie de la réaction est égale à la somme de quatre fois l'enthalpie de formation de dioxyde de carbone et de deux fois l'enthalpie de formation de vapeur d'eau, moins la somme de deux fois l'enthalpie de formation de gaz d'acétylène et cinq fois l'enthalpie de formation de l'oxygène de gaz. L'équation d'enthalpie est dérivée de la combinaison de deux concepts:l'enthalpie standard de formation et la loi de Hess. Le premier terme représente les enthalpies standard de formation des produits;la formation de dioxyde de carbone à partir du carbone et de l'oxygène-équation 1, et la formation d'eau à partir de l'hydrogène et de l'oxygène-équation 2.

Les enthalpies standard connues de formation pour le dioxyde de carbone et l'eau sont négatives 393, 5 kilojoules et négatives 241, 8 kilojoules, respectivement. Étant donné que la combustion produit 4 moles de dioxyde de carbone, delta H1 serait l'enthalpie standard de formation de dioxyde de carbone fois 4, ce qui serait négatif 1574 kilojoules. La combustion produit également 2 moles d'eau, de sorte que le changement d'enthalpie delta H2 serait l'enthalpie standard de formation d'eau fois 2, ce qui serait négatif 483, 6 kilojoules.

Ceci donne 2058 kilojoules négatifs comme enthalpie standard nette de formation des produits. Le deuxième terme représente la décomposition de l'acétylène en carbone et en hydrogène équation 3. C'est l'inverse de la réaction de l'enthalpie standard de formation du réactif, et donc sa valeur enthalpie, 227.4 kilojoules, est précédée d'un signe négatif, ce qui peut aussi être vu dans l'enthalpie de l'équation.

Parce que la réaction consomme 2 moles d'acétylène, delta H3 serait le négatif de l'enthalpie standard de formation d'acétylène fois 2, ce qui équivaut à 453, 4 kilojoules négatifs. L'enthalpie de formation standard de l'oxygène est nulle. Par conséquent, l'enthalpie standard nette de formation des réactifs est de négative 453, 4 kilojoules.

Rappelons de la Loi de Hess, que si une réaction en une étape est effectuée en plusieurs étapes, alors la somme des enthalpies de chaque étape, est égale à la variation d'enthalpie nette. En substituant les valeurs des enthalpies de formation dans l'équation donne l'enthalpie de la réaction négative de 2511 kilojoules.