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2) Variation d’entropie pour les transformations chimiques.
Si ΔS>0 la réaction provoque une augmentation du désordre dans le système.
Si ΔS<0 la réaction provoque une diminution du désordre dans le système.
L’entropie est une fonction d’état donc elle ne dépend que de l’état initial et de l’état final.
Entropie absolue : contrairement à H et U on peut déterminer l’entropie absolue d’un corps qui
est une mesure de son désordre moléculaire, c’est l’entropie molaire standard (J.K-1.mol-1) : S°298.
Au zéro absolu l’entropie d’un corps est nulle, l’entropie absolue d’un corps simple est ≠ de 0.
A partir des entropies absolues des réactifs et des produits:
ΔS°298 = ∑ vi S°298 (produits) - ∑ vi S°298 (réactifs).
A partir d’autres réactions ayant des entropies connues:
A + B C + D ΔS1
C + E B + F ΔS2
G + D E + H ΔS3
ΔS = A + G F + H = ΔS1 + ΔS2 + ΔS3
A temperatures différentes:
ΔS°T2 = ΔS°T1 + [∑ vi Cp (produits) - ∑ vi Cp (réactifs)] lnT2/T1
3) Spontanéité des réactions chimiques.
Pour qu’une réaction soit spontanée ΔStot (ΔSsys + ΔSext) doit être positive.
Pour une réaction à pression et température constante:
ΔStot = ΔSsys + ΔSext = ΔS – ΔH/T
Pour une réaction spontanée:
ΔStot > 0
ΔS – ΔH/T > 0
ΔS > ΔH/T
TΔS > ΔH
ΔH – TΔS < 0 nouvelle fonction d’état
III/L’enthalpie libre.
Pour simplifier l’étude de la variation d’entropie il faut donc une nouvelle fonction d’état.
L’enthalpie libre G tel que : ΔG = ΔH – TΔS
Le signe de la variation d’enthalpie libre indique si la réaction est spontanée ΔG < 0.
A pression et température constante:
- ΔG=0, état d’équilibre thermodynamique, transformation réversible.
- ΔG>0, le système ne peut évoluer sans apport d’énergie externe.
- ΔG<0, le système évolue spontanément, transformation irréversible.
Tous les processus chimiques et physiques tendent vers une augmentation de l’entropie et une
diminution de l’enthalpie libre.