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Vidéo de question : Déterminer l’énergie de liaison de HCl à partir de l’enthalpie standard de formation et de l’énergie de liaison de H₂ et Cl₂ Chimie

Au kJ/mol près, quelle est l’énergie de liaison de HCl ? H₂(g) + Cl₂(g) ⇌ 2HCl(g) Δ𝐻_(r)^(⦵) = −184,7 kJ/mol

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Transcription de vidéo

Au kilojoule par mole près, quelle est l’énergie de liaison de HCl ?

On nous a fourni l’équation de la réaction entre l’hydrogène et le chlore produisant HCl, le chlorure d’hydrogène. Ce symbole ici se réfère à la variation d’enthalpie standard de réaction. Et il se réfère à la variation d’enthalpie pour la réaction directe, vers la droite. Le mot enthalpie fait référence à la quantité de chaleur d’un système à pression constante. Lorsque les liaisons sont rompues ou formées, l’enthalpie du système varie. Remarquez le symbole en exposant du delta H. Il indique que la variation d’enthalpie de réaction a été mesurée avec tous les constituants dans leurs état standard à une pression de un bar.

Le signe négatif de la variation d’enthalpie standard de réaction indique que l’enthalpie du système, c’est-à-dire celle des réactifs et des produits, diminue à l’issue de la réaction. L’énergie sort du système. Et l’enthalpie totale du système diminue. La mole ici indique qu’une certaine quantité d’énergie est dégagée lorsqu’une mole d’hydrogène ou de chlore est consommée ou deux moles de chlorure d’hydrogène sont générées.

On nous a également fourni un tableau des énergies de liaison. L’énergie de liaison est l’énergie moyenne requise pour rompre chaque mole de liaisons. Le tableau nous indique donc qu’il faut 436 kilojoules pour rompre une mole de liaisons hydrogène–hydrogène. La question nous demande l’énergie de liaison de HCl. Dans HCl, il y a une simple liaison hydrogène-chlore. Mais sa valeur n’est pas répertoriée dans le tableau. Nous allons devoir nous débrouiller.

Nous pouvons utiliser la variation d’enthalpie standard de réaction et les enthalpies des liaisons dans l’hydrogène et le chlore. Nous allons devoir calculer deux autres énergies. L’énergie de liaison des réactifs et l’énergie de liaison des produits. L’énergie de liaison des réactifs correspond à l’énergie que nous devons apporter pour casser les liaisons des réactifs. Donc, cette énergie doit avoir une valeur positive puisqu’on augmente l’enthalpie du système.

D’autre part, l’énergie de liaison des produits correspond à l’énergie qui quitte le système lorsque des liaisons sont formées, et elle a donc une valeur négative puisqu’on diminue l’enthalpie du système. Cela signifie que la variation d’enthalpie standard de réaction est égale à l’énergie des liaisons des réactifs moins l’énergie des liaisons des produits. En ce qui concerne les réactifs, il s’agit de la rupture des liaisons H–H et Cl–Cl. En ce qui concerne les produits, il s’agit de la formation de deux équivalents de la liaison hydrogène–chlore. Rappelez-vous bien le deux de l’équation d’origine.

Ensuite, il faut réorganiser l’équation. Cela nous donne l’énergie de la liaison simple hydrogène-chlore, en fonction de l’énergie de la liaison hydrogène-hydrogène, de l’énergie de la liaison chlore-chlore et de la variation d’enthalpie standard de réaction. Cela équivaut à 436 kilojoules par mole plus 243 kilojoules par mole plus 184,7 kilojoules par mole, le tout divisé par deux. On obtient une valeur de 431,85 kilojoules par mole. Cette valeur doit être positive car toutes les énergies de liaison ont des valeurs positives. Puisque la question nous demande de donner l’énergie de liaison de HCl au kilojoule par mole près, notre valeur finale pour l’énergie de liaison de HCl est de 432 kilojoules par mole.

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