Diagramme d’Ellingham des 3 oxydes:

Présentation au sujet: "Diagramme d’Ellingham des 3 oxydes:"— Transcription de la présentation:

1 Diagramme d’Ellingham des 3 oxydes:
ETUDE DE LA REACTION DE L’OXYDE DE PLOMB ET DE L’EAU PAR LE CARBONE Données: DfH°(kJ.mol-1) DfG°298K (kJ.mol-1) PbO (s) -219 -189,1 H2O (g) -241,6 -228,4 H2O (l) -285,5 -237 CO (g) -110,4 -137,1 Téb(H2O) = 100°C Diagramme d’Ellingham des 3 oxydes: 1- Oxydes et couples: PbO PbO(solide) PbO(solide) / Pb(solide) H2O 100 K K H2O (liquide) H2O (liquide) / H2(g) 373 K K H2O (gaz) H2O (g) / H2(g) CO CO(g) CO(g) / C(solide) K.HEDUIT - ETSCO Angers

2 Oxyde de plomb: Données: DfH°(kJ.mol-1) DfG°298K (kJ.mol-1) PbO (s)
-219 -189,1 H2O (g) -241,6 -228,4 H2O (l) -285,5 -237 CO (g) -110,4 -137,1 Oxyde de plomb: PbO(solide) / Pb(solide) a - Équation de formation de l’oxyde: 2 Pb (solide) + O2 = PbO(solide) 2 (réaction (1)) b – Calcul de DRH°(1) : DRH°(1) = 2 DfH°(PbO) = 2 x (-219) = -438 kJ c – Calcul de DRS°(1) : DRS°(1) = Calcul de DRG°(1) à 298 K : DRG°(1) = 2 DfG°(PbO) = 2 x (-189,1) = -378,2 kJ D’où: DRS°(1) = = -0,201 kJ.K-1 d – Expression de DRG°(1) : DRG°(1) = ,201 T kJ e – Calcul de DRG°(1) à chaque borne: Si T = 100 K DRG°(1) = -418 kJ Si T = 1000 K DRG°(1) = -237 kJ K.HEDUIT - ETSCO Angers

3 Eau: Données: DfH°(kJ.mol-1) DfG°298K (kJ.mol-1) PbO (s) -219 -189,1
H2O (g) -241,6 -228,4 H2O (l) -285,5 -237 CO (g) -110,4 -137,1 Téb(H2O) = 100°C Eau: Si T < 373 K H2O(liquide) / H2 (g) a - Équation de formation de l’eau: 2 H2 (g) + O2 = H2O(liquide) 2 (réaction (2)) b – Calcul de DRH°(2) : DRH°(2) = 2 DfH°(H2O(l)) = 2 x (-285,5) = -571 kJ c – Calcul de DRS°(2) : DRS°(2) = Calcul de DRG°(2) à 298 K : DRG°(2) = 2 DfG°(H2O(l) ) = 2 x (-237) = -474 kJ D’où: DRS°(2) = = -0,326 kJ.K-1 d – Expression de DRG°(2) : DRG°(2) = ,326 T kJ e – Calcul de DRG°(2) à chaque borne: Si T = 100 K DRG°(2) = -538,4 kJ Si T = 373 K DRG°(2) = -449,4 kJ K.HEDUIT - ETSCO Angers

4 Eau: Données: DfH°(kJ.mol-1) DfG°298K (kJ.mol-1) PbO (s) -219 -189,1
H2O (g) -241,6 -228,4 H2O (l) -285,5 -237 CO (g) -110,4 -137,1 Téb(H2O) = 100°C Eau: Si T > 373 K H2O(g) / H2 (g) a - Équation de formation de l’eau: 2 H2 (g) + O2 = H2O(g) 2 (réaction (2’)) b – Calcul de DRH°(2’) : DRH°(2’) = 2 DfH°(H2O(g)) = 2 x (-241,6) = -483,2 kJ c – Calcul de DRS°(2’) : DRS°(2’) = Calcul de DRG°(2’) à 298 K : DRG°(2’) = 2 DfG°(H2O(g) ) = 2 x (-228,4) = -456,8 kJ D’où: DRS°(2’) = = -0,089 kJ.K-1 d – Expression de DRG°(2’) : DRG°(2’) = -483,2 + 0,089 T kJ e – Calcul de DRG°(2’) à chaque borne: Si T = 373 K DRG°(2’) = -450,0 kJ ≈ DRG°(2) Si T = 1000 K DRG°(2’) = -394,2 kJ K.HEDUIT - ETSCO Angers

5 Monoxyde de carbone: Données: DfH°(kJ.mol-1) DfG°298K (kJ.mol-1)
PbO (s) -219 -189,1 H2O (g) -241,6 -228,4 H2O (l) -285,5 -237 CO (g) -110,4 -137,1 Monoxyde de carbone: CO(g) / C(solide) a - Équation de formation de l’oxyde: 2 C (solide) + O2 = CO(g) 2 (réaction (3)) b – Calcul de DRH°(3) : DRH°(3) = 2 DfH°(CO) = 2 x (-110,4) = -220,8 kJ c – Calcul de DRS°(3) : DRS°(3) = Calcul de DRG°(3) à 298 K : DRG°(3) = 2 DfG°(CO) = 2 x (-137,1) = -274,2 kJ D’où: DRS°(3) = = 0,179 kJ.K-1 d – Expression de DRG°(3) : DRG°(3) = -220,8 - 0,179 T kJ e – Calcul de DRG°(3) à chaque borne: Si T = 100 K DRG°(3) = -238,7 kJ Si T = 1000 K DRG°(3) = -399,8 kJ K.HEDUIT - ETSCO Angers

6 Diagramme d’Ellingham des 3 oxydes: Tableau récapitulatif:
DRG°(1) = ,201 T kJ DRG°(2) = ,326 T DRG°(2’) = -483,2 + 0,089T DRG°(3) = ,179 T PbO(solide) / Pb(solide) CO/ C H2O / H2 Tvap = 373 K Tinv1 = 572 K Tinv2 = 979 K PbO(s) CO(g) C(s) Pb(s) CO(g) T (en K) DrG°(PbO) (kJ) DrG°(H2O) (kJ) DrG°(CO) (kJ) PbO(s) C(s) H2O(g) 100 -418,0 -538,4 -228,7 H2 (g) Pb(s) CO(g) 373 -449,4 C(s) 1000 -237,0 -394,2 -399,8 Vaporisation H2O(l) H2 (g) Diagramme d'Ellingham de PbO, H2O et CO K.HEDUIT - ETSCO Angers Zn (l) ZnO(s)

7 K.HEDUIT - ETSCO Angers