Module 2 : L'énergie Flashcards
énergie def
Capacité d’accomplir un travail de provoquer un changement
Principale forme d’énergie
Mécanique : faire un mouvement ou position exemple : auto qui roule (cinétique égal mouvement/ potentielle gravitationnelle égal position par rapport au sol)
Électrique : par le déplacement de particules chargées exemple : grille pain
Nucléaire : fission noyau atome exemple : centrale nucléaire
Chimique : substance réaction chimique exemple : glucose
Thermique : mouvement des particules exemple : eau qui bout
Rayonnante : propage par rayonnement exemple : micro-ondes
Énergie thermique définition
Énergie cinétique associée au mouvement d’agitation des particules
Dépend de : nature substance, nombre de particules : plus de particules égale plus d’énergie, degré d’agitation égale température
Piscine par rapport au verre : Même température à la même énergie
Température définition
Mesure d’agitation des particules dans une substance en degré Celsius ou kelvins
1.2 chaleur c’est quoi
Deux substances de température différente entre en contact
Transfert de chaleur égale énergie thermique
Chaleur Q égal unité Joules : correspond à variation d’énergie thermique lorsque la température varie (Q = deltaEt)
Chaleur dépend de
Proportionnelle à trois facteurs : température en degré Celsius, masse en gramme, capacité thermique massique (J/g*°C)
Capacité thermique massique c avec un peu de q
Propriétés caractéristiques de la matière quantité d’énergie thermique qu’il faut transférer à 1 g d’une substance pour faire augmenter la température de 1 °C
Q:
Plus égal chaleur absorbée égale substance réchauffe
Moins égal chaleur dégagée égal substance se refroidit
Calcul de l’énergie transféré
Le transfert d’énergie thermique va de plus chaud à Plus froid jusqu’à la même température
loi de la conservation de l’énergie : dans le système isolé égal aucune perte d’énergie
Q dégagée = - Q absorbée
Attention ! signes + unités + C.S
Enthalpie
Sommes de l’énergie cinétique (mouvement particules) + potentiel (force d’attraction + liaison chimique) = énergie interne = enthalpie (H)
HR : enthalpie des réactifs
HP : enthalpie des produits ne peut pas être mesurer expérimentalement, mais on peut mesurer la variation
Variation d’enthalpie
Variation d’enthalpie / chaleur de réaction = delta H = énergie absorbée/ dégagée dans transformation = KJ ou kJ/mol
Méthode 1 variation
Delta H = Hp - Hr
Delta H : variation d’enthalpie (KJ)
HP : produits (kj)
HR : réactif (KH)
**en kj/mol : faire la conversion d’unité avec le nombre de moles
** écrit Hr ou molécules
Variation d’enthalpie molaire standard/enthalpie molaire
Conditions :TAPN
-Température ambiante (T = 25 °C)
-pression atmosphérique normal (p = 101,3 kPA)
-substance dans leur état normal
transformation d’une mol à TAPN (kj/mol)
Transformation physique équation
Changement de phase : A état physique 1 -> A état physique 2
dissolution : A solide -> A aqueux *covalente
dissociation électrolytique : AB(s) -> A+ (aq) + B- (aq) *ionique
transformation chimique équation
Synthèse ou formation : A + B -> AB
décomposition : AB -> A + B
précipitations : XA (aq) + YB (aq) -> XB (s) + YA (aq)
neutralisation acido basique : acide (aq) + base (as) -> sel (aq) + H2O (l)
oxydation : A+O2 (g) -> AxOy +…
combustion : combustible+comburant -> produits + énergie
Cx+ Hy ou CxOyHz + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g) + énergie
Transformation : réaction chimique
- Briser liens chimiques = absorbe énergie
- Formation nouveaux liens chimiques = dégage énergie
- Bilan énergie : A) +, plus énergie absorbée pour briser les liens que de dégagé = endothermique
B) -, plus d’énergie dégagée pour la formation de nouveaux liens qu’elle en absorbe = exothermique
**énergie à équation = thermochimique
**attention coefficients de stoechio
Transformation endothermique
Absorbe l’énergie du milieu environnant c’est-à-dire fait descendre la température
- Pas de thermomètre entre atomes = juste observer la variation de température
- bilan positif : absorbe
- énergie totale des produits est plus grande que celle des réactifs
–Équation : énergie du côté des réactifs
–Diagramme : deltaH monte
Transformation exothermique
Absorbe de l’énergie du milieu environnement c’est-à-dire que la température diminue
–Pas de thermomètre entre atomes il faut observer la variation de température
–Bilan négatif : dégage : le sort plus d’énergie est dégager dans l’environnement
–Énergie totale des réactifs est plus grande que celle des produits
–Équation : côté produits énergie
Diagramme : deltaH diminue
Résumé transformation endothermique et exothermique
endo puis exo
signe delta H : +, -
effet sur t° : diminue, augmente
emplacement énergie : réactifs, produits
flèche delta H diagramme : augmente, diminue
Attention! On peut aussi écrire l’énergie d’une équation thermochimiques hors de l’équation en l’associant au nombre de moles de la substance (kj/mol)
Énergie de liaison
Énergie nécessaire pour briser les liens ou dégagé lorsqu’ils se forment les atomes (kj/mol)
Dépend : atomes + type de liaison (simple, double ou triple)
Voir tableau
Détermination du bilan énergétique
Sommes d’énergie absorbée et énergie dégagé
1. Déterminer les liaisons chimiques avec les lignes
2. Calculer l’énergie absorbée positif
3. Calculer l’énergie dégagée
4. total avec deltaH = Etot abs + Etot dég
1 mol * 8 liaisons doubles C – O * -742 kj/mol = -446 kj
Complexe activé
Étape de transition très énergétique qui survient au cours de la transformation des réactifs en produit
- durée de vie très courte
– enthalpy maximale
–Grande instabilité
–Position : toujours au sommet de la coupe du diagramme énergétique
Diagramme énergétique avec complexe activé
À remarqué : énergie d’activation augmente car elle est positive et deltaH monte ou descend selon réaction endothermique augmente exothermique qui diminue
Choisir la bonne méthode selon le contexte car HP n’est pas égal à l’énergie absorbée et H R n’est pas égal à l’énergie dégagée
L’énergie d’activation est égal à l’énergie totale absorber
L’énergie totale dégagé n’a pas d’équivalence
Toujours calculer de la pointe de la flèche à sa base
Énergie d’activation :
Quantité d’énergie maximale requises pour qu’une réaction endothermique ou exothermique se produise
Réaction direct
Lorsque les réactifs deviennent les produits
Réaction inverse
Lorsque les produits redeviennent des réactifs
Réaction direct et inverse
–c’est la réaction direct est exothermique, l’inverse sera endothermique et vice versa
–Courbe diagramme sont inversés
–Réaction direct était égal à la même enthalpie en valeur absolue que réaction inverse
–Rat énergie d’activation des réactions direct et inverses sont différentes mais positif
– énergie d’activation endothermique est plus grande que exothermique
Nombre de moles
n = N / Na
masse molaire
M = m/n
Chaleur molaire de la réaction
Chaleur absorbée ou dégagé est proportionnel à la quantité de réactifs transformés ou de produits formés
-> quantité d’énergie absorber dégagée lors de la transformation d’une mole de réactif ou de produits (kj/mol)
delta H appelations
–Chaleur de réaction
–Variation d’enthalpie
–Bilan énergétique
Chaleur molaire
delta Hmol
Quantité d’énergie pour 1 mol
deltaHmol = delta H/n
deltaHmol = deltaHmassique * M
Chaleur massique
delta H massique
Qté énergie pour 1 g
deltaH massique = delta H /m
deltaHmol = deltaHmassique * M
Attention chaleur molaire de réaction
Transfert d’énergie se font sans perte donc DeltaHRx = - Calorimètre
Sans transformation (transfert Et) : Q dégagée par corps = - Q abs
Avec transformation physique ou chimique : deltaHRx = - Q claromètre (eau)
calcul d’enthalpie avec stoechiométrie
delta H en kj/mol = spécifique à une des substances équation (seule de son côté de l’équation)
pour insérer deltaHmol dans équation : deltaH = n * delta Mol + mettre du bon côté équation sans négatif
ne pas oublier - pour produits quand dehors équation
transformation physique : changement de phase
solide gaz : sublimation endo et condensation solide exo
gaz liquide : vaporisation, évaporation endo et condensation liquide, liquéfaction exo
solide liquide : fusion endo et solidification exo
Démarches pour déterminer l’énergie totale nécessaire chaleur sensible
–Quantité de chaleur échangés entre deux corps sans changement de phase
–Température change (mesurer ou ressenti par observateur)
–but: atteindre la température spécifique pour le changement de phase
diagonales
Démarche pour déterminer l’énergie total nécessaire chaleur latente
–Quantité de chaleur échanger lors de changement de phase à température constante
–Quantité d’énergie habituellement supérieur à chaleur sensible
plateau
Énergie totale pour déterminer l’énergie totale nécessaire
Etot = chaleur sensible + chaleur latente
Démarche avec graphiques changement de phase
- Données
- Chaleur sensible (Q = mcdeltaT)
- Chaleur latente molaire (deltaH = Hp - Hr)
- Nb de moles (n = m/M)
- Chaleur latente réaction (deltaHmol = deltaH/n)
- Etot = Q sensible + deltaHlatente
Démarche sans graphique pour le changement de phase
- Données
- Chaleur sensible (Q = mcdeltaT)
- Nb de moles
- Chaleur latente réaction
- E tot = Q sensible + deltaHRx
