Notion de potentiel thermodynamique eaction Evolution d’un syst` eme chimique

Notion de potentiel thermodynamique Notion de potentiel chimique Enthalpie libre de r´eaction Entropie de r´eaction ´ Evolution d’un syst`eme chimique Cr´eation d’entropie lors de la r´eaction chimique
Thermochimie 2
Application du second principe `a la r´eaction
chimique :
´evolution et ´equilibre chimique
M.Tuloup
7 d´ecembre 2016
M.Tuloup Thermochimie 2 Application du second principe `a la r´eaction chimique : ´evolution et ´equilibre chimique

Notion de potentiel thermodynamique Notion de potentiel chimique Enthalpie libre de r´eaction Entropie de r´eaction ´ Evolution d’un syst`eme chimique Cr´eation d’entropie lors de la r´eaction chimique
IBut : appliquer le second principe `a un syst`eme ´evoluant
suivant une r´eaction chimique pour d´eterminer l’´evolution de
ce syst`eme et les caract´eristiques de l’´equilibre final.
I Notion de potentiel thermodynamique
I.1˚) Cas de la m´ecanique
I´
Evolution libre, potentiel V= fonction des param`etres
d´ecrivant le syst`eme qui ne peut que diminuer lors d’une
´evolution spontan´ee et minimale `a l’´equilibre.
I´
Evolution <=>dV <0,
I´
Equilibre <=>dV = 0.
IEn m´ecanique l’´energie potentielle est un potentiel.
M.Tuloup Thermochimie 2 Application du second principe `a la r´eaction chimique : ´evolution et ´equilibre chimique

Notion de potentiel thermodynamique Notion de potentiel chimique Enthalpie libre de r´eaction Entropie de r´eaction ´ Evolution d’un syst`eme chimique Cr´eation d’entropie lors de la r´eaction chimique
I.2˚) Cas d’une r´eaction isotherme, isobare : l’enthalpie libre
Il’enthalpie libre G d’un syst`eme par
G=H−TS =U+PV −TS
IG´energie, fonction d’´etat extensive.
I´
Evolution isobare (P=P0), isotherme (T=T0) (que forces
de pression) ∆G=Q−T0∆S
ISecond principe :
∆G=−T0Sc≤0
IEnthalpie libre syst`eme isobare, isotherme ne peut que
diminuer.
IGpotentiel thermodynamique pour transformations
isothermes, isobares.
M.Tuloup Thermochimie 2 Application du second principe `a la r´eaction chimique : ´evolution et ´equilibre chimique

Notion de potentiel thermodynamique Notion de potentiel chimique Enthalpie libre de r´eaction Entropie de r´eaction ´ Evolution d’un syst`eme chimique Cr´eation d’entropie lors de la r´eaction chimique
II Notion de potentiel chimique
II.1˚) Expression diff´erentielle de G. D´efinition du potentiel
chimique
IPremi`ere identit´e thermodynamique pour corps pur :
dU=−PdV+TdS
I
dG=VdP−SdT
I
∂G
∂PT
=Vet ∂G
∂TP
=−S
ISyst`eme en ´evolution chimique : G(T,P,n1,· · · ,nN)
I
dG=∂G
∂niT,P,nj,j6=i
dni
M.Tuloup Thermochimie 2 Application du second principe `a la r´eaction chimique : ´evolution et ´equilibre chimique

Notion de potentiel thermodynamique Notion de potentiel chimique Enthalpie libre de r´eaction Entropie de r´eaction ´ Evolution d’un syst`eme chimique Cr´eation d’entropie lors de la r´eaction chimique
Ipotentiel chimique du i`eme constituant physico chimique
du syst`eme
µi(T,P,n1,· · · ,nN) = ∂G
∂niT,P,nj,j6=i
I
dG=VdP−SdT+
N
X
i=1
µidni
Iisobare isotherme :
dG=
N
X
i=1
µidni
M.Tuloup Thermochimie 2 Application du second principe `a la r´eaction chimique : ´evolution et ´equilibre chimique