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La figure ci-dessous montre le montage expérimental d’un simple calorimètre qui mesure le changement d’enthalpie dans certaines réactions. Pour quel type de réaction ce montage expérimental ne conviendrait-il pas pour la mesure de la variation de l’enthalpie ? (A) Dissolution, (B) combustion, (C) déplacement, (D) neutralisation ou (E) précipitation.
Un calorimètre est un dispositif utilisé pour mesurer l’énergie transférée sous forme de chaleur pendant des changements physiques ou chimiques. Il peut être considéré comme un système isolé, un système isolé étant un système qui ne permet pas le transfert de matière ou d’énergie avec son environnement. Maintenant que nous savons à quoi sert ce montage, regardons les options de (A) à (E) pour voir à quels types de réaction ce montage expérimental ne conviendrait pas. L’option (A) est la dissolution. La dissolution se produit lorsqu’un soluté se dissout dans un solvant liquide. Sur la figure, le mélange réactionnel semble être un liquide. Puisque la solution implique un solvant liquide, ce montage pourrait convenir à la dissolution.
Puisque la question demande : « À quel type de réaction ce montage expérimental ne conviendrait-il pas ? », l’option (A) n’est pas la bonne réponse à cette question. L’option (B) est la combustion. Combustion veut dire brûlage. Cela implique une réaction avec l’oxygène. Les réactions de combustion nécessitent de la chaleur. Mais la coupelle en polystyrène de ce montage n’est pas un très bon conducteur de chaleur, alors la combustion nécessite un apport d’oxygène. Mais puisque la coupelle en polystyrène a un couvercle, l’approvisionnement en oxygène sera limité. Ainsi, il est peu probable que la combustion se produise, mais si c’était le cas, elle produirait une flamme. Mais la tasse en polystyrène et le coton hydrophile sont inflammables, donc ce montage expérimental ne serait pas adapté à la combustion. Par conséquent, il semble que l’option (B) - la combustion - soit la bonne réponse à cette question. Mais pour confirmer cela, examinons les options (C) à (E).
L’option (C) est le déplacement, qui veut dire qu’une espèce plus réactive déplace les espèces moins réactives de son composé. Un exemple de ce type de réaction serait une poudre de magnésium déplaçant du cuivre dans une solution aqueuse de sulfate de cuivre. Bien que des réactions de déplacement puissent se produire entre des réactifs solides, elles ont généralement lieu dans l’eau, donc ce montage est adapté au déplacement. Ainsi, le déplacement de l’option (C) n’est pas la bonne réponse à cette question.
L’option (D) est la neutralisation. La neutralisation implique un acide réagissant avec une base pour produire un sel et de l’eau. L’acide et la base sont généralement dissous dans l’eau. Dans ce cas, la solution basique peut être appelée alcali, car un alcali est une base soluble. Comme dans la neutralisation, le mélange réactionnel est un liquide, le montage expérimental est approprié, donc l’option (D) n’est pas la réponse à cette question.
L’option (E) est la précipitation. Les réactions de précipitation impliquent la formation d’un produit insoluble à partir de la combinaison de solutions. Dans ces réactions, le solvant est généralement de l’eau, donc ce montage est adapté à la précipitation. Ainsi, la précipitation de l’option (E) n’est pas la réponse à cette question. Par conséquent, la réponse à la question « Pour quel type de réaction ce montage expérimental ne conviendrait-il pas à la mesure de la variation de l’enthalpie ? » est (B) – la combustion.
Il convient de remarquer que bien que ce calorimètre simple ne soit pas adapté pour mesurer la variation de l’enthalpie de combustion, un calorimètre à volume constant ou un calorimètre de combustion conviendrait.
