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Vidéo de question : Calcul de l'enthalpie de dilution de l'hydroxyde de sodium à l'aide des valeurs d'enthalpie de solution Chimie

La variation d’enthalpie d’une solution de NaOH avec différentes quantités d’eau est présentée. NaOH(s) + 3H2O(l) ⟶ NaOH(aq), Δ𝐻_sol = −28,9 kJ/mol NaOH(s) + 300H₂O(l) ⟶ NaOH(aq), Δ𝐻_sol = −42,3 kJ/mol Quelle est la variation d'enthalpie de la dilution, Δ𝐻_dil ?

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Transcription de vidéo

La variation d’enthalpie d’une solution de NaOH avec différentes quantités d’eau est présentée. NaOH solide plus trois H2O liquide réagissent pour former NaOH aqueux, Δ𝐻 sol égal à moins 28,9 kilojoules par mole. NaOH solide plus 300 H2O liquide réagissent pour former NaOH aqueux, Δ𝐻 sol égal à moins 42,3 kilojoules par mole. Quelle est la variation d'enthalpie de la dilution, Δ𝐻 dil ?

Les chimistes mesurent et calculent de nombreux types de variations d’enthalpie. Dans cette question, nous allons travailler avec l’enthalpie de solution, qui est abrégée Δ𝐻 sol, et l’enthalpie de dilution, qui est abrégée Δ𝐻 dil.

L’enthalpie de solution est la variation d’enthalpie lorsqu’une mole de substance est diluée à l’infini. Elle représente le point à partir duquel l'ajout d'eau ne provoque plus d'absorption ou de libération de chaleur par la solution. C’est une valeur théorique, et les scientifiques utilisent de grandes quantités de solvant pour dissoudre le soluté afin d’imiter cela. Cependant, cette valeur ne correspond pas toujours aux valeurs de variation d’enthalpie observées dans les expériences en laboratoire. C’est là que l’enthalpie de dilution entre en jeu.

L’enthalpie de dilution est la variation d’enthalpie lorsqu’une solution d’une substance est diluée à l’infini par mole de substance. C’est une valeur qui nous aide à appréhender l’enthalpie théorique de solution à une valeur plus pratique.

En examinant les deux valeurs d'enthalpie de solution qui sont données, nous constatons qu'elles sont différentes. Nous constatons également que les valeurs sont négatives. Cela signifie que la dissolution de l'hydroxyde de sodium dans l'eau est un processus globalement exothermique et libère de la chaleur dans l'environnement.

La première valeur représente une situation dans laquelle de l’hydroxyde de sodium solide est dissous dans quelques moles d’eau pour effectuer une expérience en laboratoire. La deuxième valeur représente une dilution infinie. Nous pouvons voir qu'un très grand nombre de moles d'eau a été utilisé pour dissoudre l'hydroxyde de sodium, ce qui ne serait pas pratique pour une expérience. En d’autres termes, si nous pouvions diluer à l’infini de l’hydroxyde de sodium dans l’eau, 42,3 kilojoules d’énergie seraient libérées par mole de NaOH. Cependant, une dilution infinie de NaOH n’est pas possible en laboratoire. On peut donc s'attendre à ce que 28,9 kilojoules d'énergie soient libérés par mole de NaOH dans des conditions standard.

Pour calculer l'enthalpie de dilution, nous devons trouver la quantité supplémentaire d'énergie qui serait libérée si nous diluions à l'infini la plus petite solution d'hydroxyde de sodium en ajoutant une grande quantité d'eau. Dans ce cas, nous ajoutons 100 fois plus de moles d’eau. Nous devrons donc soustraire la valeur pratique en laboratoire de l'enthalpie de solution de l'enthalpie de solution de la solution infiniment diluée. Prenons moins 42,3 kilojoules par mole et soustrayons moins 28,9 kilojoules par mole. Nous obtenons moins 13,4 kilojoules par mole.

En conclusion, la variation d’enthalpie de dilution pour l'hydroxyde de sodium est moins 13,4 kilojoules par mole.

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