COURS 7 Enthalpie et son sens physique On attache aux processus

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COURS 7
Enthalpie et son sens physique
On attache aux processus biologiques qui se produisent à pression constante (processus
isobare) une grandeur physique appelée enthalpie (H) ; l’enthalpie représente la somme de
l’énergie interne et le produit de la pression et du volume du système, à savoir:
H = U + P·V
La variation d’enthalpie est:
dH = dU + P·dV + V·dP
o Le processus a lieu à pression constante →V·dP = 0
Alors la relation d’en haut devient:
dH = dU + L
∆H = ∆U + L
Tenant compte du principe I (Q = ΔU + L) et comparant les relations on obtient:
ΔH = Qp
• La variation de l’enthalpie du système est mesurée par la quantité de chaleur qui résulte de
la transformation thermique isobare pendant le processus.
•La variation de l'enthalpie respectivement la quantité de chaleur produite par la combustion

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isobare des diverses substances biochimiques est à peu près la même pour les acides aminés,
les protéines et les glucides (hydrates de carbone), mais elle est trois fois plus importante
pour les lipides, ce qui explique la fonction de réserve énergétique qu’ont les graisses dans
l'organisme.
Applications du principe I de la thermodynamique. La loi de Hess. Coefficients
isocaloriques
OBS.
 La loi de la conservation de l'énergie est valable dans tous les processus, y compris le
cas des systèmes vivants.
 La principale source d'énergie de l’organisme est constituée par les processus de
dégradation des substances alimentaires.
 La principale réaction est l'oxydation du carbone et de l'hydrogène (85%), les
réactions d'hydrolyse (14%), les réactions de neutralisation, d'hydratation, de scission
moléculaire, etc (1%).
 Le transfert d'énergie par le corps se réalise sous forme de travail mécanique, de
chaleur et d'évaporation de l'eau.
La loi de Hess est une conséquence de la première loi de la
thermodynamique et elle s’applique aux processus chimiques.
L’énoncé de la loi :
Si l’on peut obtenir, de certains produits initiaux de réaction, des produits finaux de
réaction, indépendamment de leur façon d’obtention (indépendamment du type de
réaction chimique), l’effet thermique total (l’enthalpie de réaction) sera le même.

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L'effet thermique total (Q) → la somme des chaleurs libérées et du travail mécanique effectué
par le système sur l'environnement.
L'enthalpie de réaction d'une réaction chimique est égale à la somme des enthalpies de
formation des produits, diminuée de la somme des enthalpies de formation des réactifs, en
tenant compte de la stœchiométrie de la réaction.
Pour les processus qui se produisent à pression constante → l’effet thermique :
Qp = ΔH
Pour les processus qui se produit à volume constant → l’effet thermique :
Qv = ΔU
Illustration de la loi de Hess
On considère les produits initiaux de réaction A1, A2, A3 ...(reactifs) à partir desquels on
obtient les produits finals B1, B2, B3 ... (produits)
→ ce qui peut être fait de plusieurs façons:
• voie directe (I) ayant l'enthalpie de réaction ΔH1
• voie (II) ayant les enthalpies ΔH2, ΔH3, ΔH4
• voie (III) ayant les enthalpies ΔH5, ΔH6, ΔH7, ΔH8

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Conformément à la loi de Hess, on peut appliquer les égalités :
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 = ΔH5 + ΔH6 + ΔH7 + ΔH8
Lorsqu'on peut remplacer une réaction globale par une suite de réactions se produisant à la
même température, la variation d'enthalpie globale est la somme des variations d'enthalpies
des réactions composantes.
à la température T
Appliquée aux enthalpies standards de formation, la loi de Hess se généralise pour une
réaction REACTIFS PRODUITS

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Coefficients isocaloriques
Déterminent chez un organisme vivant l’apport énergétique chimique pour les
différents principes énergétiques (glucides, lipides, protéines).
Par des mesures prises à l'extérieur de l’organisme on peut calculer la quantité
d'énergie provenant de l’apport de substances alimentaires.
Coefficients d’isocaloriques (ci) représentent la quantité d'énergie (kcal) libérée par
la combustion d'un gramme de principe énergétique dans des conditions
déterminées :
ci =
m
H
(cal/g)
En fonction des conditions de détermination, on distingue trois catégories de coefficients
isocaloriques:
A. Coefficients isocaloriques physiques → la quantité d'énergie qui est libérée par la
combustion d'un gramme de principe énergétique dans la bombe calorimétrique, dans des
conditions de laboratoire.