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Vidéo de question : Calcul de la variation d’enthalpie pour la réaction entre le phénol et l’hydrogène diatomique à l’aide des enthalpies standard de combustion Chimie

En utilisant les enthalpies standard de combustion du tableau, calculez la variation d’enthalpie de la réaction suivante : C₆H₅OH + 3 H₂ ⟶ C₆H₁₁OH.

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Transcription de vidéo

En utilisant les enthalpies de combustion standard du tableau ci-dessous, calculez la variation d’enthalpie de la réaction suivante : C6H5OH plus trois H2 réagissent pour former C6H11OH.

Il peut être difficile de mesurer les variations d’enthalpie pour certaines réactions. Pour des situations comme celle-ci, nous pouvons calculer les variations d’enthalpie indirectement en utilisant les données d’enthalpie d’autres réactions. Dans cette question, on nous demande de déterminer la variation d’enthalpie de la réaction du phénol avec l’hydrogène diatomique afin de produire du cyclohexanol. On nous a fourni les enthalpies standard de combustion des substances impliquées dans la réaction chimique.

L’enthalpie standard de combustion est la variation d’enthalpie lorsqu’une mole de substance brûle complètement dans l’oxygène dans des conditions standard et des états standard. Mais comment pouvons-nous utiliser les enthalpies standard de combustion fournies pour calculer l’enthalpie standard de la réaction dans ce problème ? Nous pouvons utiliser un cycle de Hess pour nous aider. Libérons un peu d’espace pour travailler.

Commençons par étiqueter la réaction donnée dans la question comme correspondant à la réaction un. Ensuite, nous devons écrire une équation pour la combustion des réactifs : C6H5OH et trois H2. Le phénol et l’hydrogène diatomique brûleront en excès d’oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l’eau. Cependant, pour équilibrer cette équation de combustion, nous devons placer un coefficient de six à la fois devant le CO2 et l’H2O. Étiquetons cette réaction comme correspondant à la réaction deux.

Écrivons maintenant une équation pour la combustion du cyclohexanol. Si nous sommes en excès d’oxygène, cette réaction produit également six moles de CO2 et six moles de H2O. Étiquetons cette réaction comme correspondant à la réaction trois.

Nous avons maintenant une voie alternative que nous pouvons utiliser pour calculer l’enthalpie de la réaction en utilisant les enthalpies standard de combustion. Nous pouvons stipuler que la variation d’enthalpie de la réaction un est égale à la variation d’enthalpie de la réaction deux plus la variation d’enthalpie de la réaction trois. Cependant, il convient de noter qu’en empruntant la voie alternative, nous nous dirigeons dans le sens opposé à la flèche de la réaction trois. Par conséquent, nous devrions soustraire la variation d’enthalpie de la réaction trois dans notre équation.

Calculons maintenant la variation d’enthalpie pour la réaction deux. Nous pouvons calculer la variation d’enthalpie de la réaction deux en additionnant l’enthalpie standard de combustion du phénol et trois fois l’enthalpie standard de combustion de l’hydrogène diatomique. Nous multiplions l’enthalpie standard de combustion de H2 par trois car il y a trois moles dans l’équation équilibrée. Après avoir substitué les valeurs du tableau dans notre équation, nous obtenons moins 3,051 kilojoules par mole plus trois fois moins 286 kilojoules par mole. Par conséquent, la variation d’enthalpie de la réaction deux est de moins 3 909 kilojoules par mole.

La variation d’enthalpie de la réaction trois est simplement l’enthalpie standard de combustion du cyclohexanol. Donc, la variation d’enthalpie de la réaction trois est de moins 3 726 kilojoules par mole.

Remplaçons maintenant ces valeurs dans l’équation que nous avons créée précédemment. La variation d’enthalpie de la réaction un est égal à moins 3,909 kilojoules par mole moins moins 3,726 kilojoules par mole. Après résolution, le résultat est de moins 183 kilojoules par mole.

En conclusion, après avoir utilisé les enthalpies standard de combustion fournies, nous constatons que la variation d’enthalpie de la réaction entre le phénol et l’hydrogène diatomique pour produire du cyclohexanol est de moins 183 kilojoules par mole.

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