TP: déterminer expérimentalement l'enthalpie de réaction

Objectifs du TP

Déterminer expérimentalement l’enthalpie de réaction.

Expérimentalement

Première manipulation : Dosage calorimétrique ; à travers l’exemple de la digestion sur les réactions acide/bases.

Nous avons travaillé sur deux types de titrages à intervalle régulier dans le calorimètre en mesurant la température et le pH.

Pour le premier il s’agit d’un titration d’acide faible, l’acide acétique par une base forte, la soude à 1M. Pour le second, on a effectué une titration d’un polyacide faible, l’acide orthophosphorique par une base forte, la soude à 3M. Ces réactions sont exothermiques.

Détermination de l’enthalpie molaire, d’après la relation :

𝚫rH=-ρ (Vi + Ve) c𝑝 𝚫T/(Cɴ𝗮ọʜ Ve) Avec c𝑝= 4,184J. g−1.K−1

ρ = 1g.mL−1 Vi = 100mL

90mL d’eau + 10mL de solution d’acide acétique Cɴ𝗮ọʜ = 1M

𝚫rH=-1(100+10) * 4,184*(24,30-23,14) / 1*0,01 =-53387,84 J Détermination de la molarité :

Molarité : Représente le nombre de moles de solutés dans 1L de solution [CH3COOH] * V= [OH−] * Ve

[CH3COOH] = [OH−] * Ve / V = (1*10)/10= 1M

Détermination de la normalité :

Normalité : Représente le nombre d’équivalents H+ dans 1L de solution

Une solution d’acide acétique (monoacide) de normalité 1N met en jeu 1 mole d’équivalents H+. Normalité acide acétique= 1mole d’ions H+/L

D’après la relation N=n.M

Avec n= le nombre d’équivalents échangés par le soluté (pour l’acide acétique n=1) N=1*1=1 mole d’ions H+/L.

Détermination des enthalpies molaires, d’après la relation :

𝚫rH=-ρ (Vi+Ve) c𝑝 𝚫T / (Cɴ𝗮ọʜ Ve) Avec c𝑝= 4,184J. g−1.K−1

ρ= 1g.mL−1 Vi=100mL

90mL d’eau+ 10mL de solution d’acide acétique Cɴ𝗮ọʜ = 3M

À la première équivalence :

𝚫rH1=-1(100+4) * 4,184*(22,8-22,54) / 3*0,004

=-9428J

À la deuxième équivalence :

𝚫rH2=-1(100+7,2) * 4,184*(23,7-22,54) / 3*0,0072 = -24087J

À la troisième équivalence :

𝚫rH3=-1(100+10) * 4,184*(25,71-22,54) / 3*0,01

= -48632J

On constate que plus la quantité d’acide à neutraliser est faible, plus l’enthalpie de réaction diminue.

Détermination de la molarité :

Molarité : Représente le nombre de moles de solutés dans 1L de solution

À

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