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Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l’enthalpie de fusion, Δ𝐻 fus ? (A) La variation de l’enthalpie résultant de la combinaison de deux atomes pour former une molécule. (B) La variation d’enthalpie résultant de l’énergie libérée par une substance lorsqu’elle est brûlée dans l’oxygène. (C) La variation d’enthalpie résultant de l’énergie libérée par une substance pour passer de son état solide à un gaz à pression constante. (D) La variation d’enthalpie résultant de l’énergie absorbée par une substance pour passer de son état solide à un état liquide à pression constante. (E) La variation d’enthalpie résultant du mélange de deux solutions.
Pour résoudre ce problème, nous devons lire attentivement chaque choix de réponse et déterminer s’il décrit correctement l’enthalpie de fusion. Dans le symbole fourni pour l’enthalpie de fusion, le symbole Δ signifie variation, la lettre H en majuscule signifie enthalpie et l’abréviation « fus » représente le processus appelé fusion.
L’enthalpie de fusion est un exemple de variation d’enthalpie. Une variation d’enthalpie, dit de manière plus simple, est la variation du contenu énergétique d’un système. L’énergie du système diminue si le système libère de l’énergie par un processus exothermique. Et l’énergie du système peut augmenter si le système absorbe de l’énergie par un processus endothermique. Les variations d’enthalpie se produisent à la fois au cours des réactions chimiques et dans les processus physiques. Des exemples de processus physiques impliquant des variations d’enthalpie comprennent la formation de solutions et les changements de phase.
La fusion est un autre mot pour un changement de phase que nous connaissons bien, la fonte. Par conséquent, nous pouvons définir l’enthalpie de fusion comme le changement d’enthalpie résultant de la fonte. Quand une variation d’enthalpie est mesurée pour une mole de substance dans des conditions standard, elle est appelée une variation d’enthalpie standard. Et l’abréviation de la variation d’enthalpie comprendra un symbole appelé plimsoll.
Maintenant que nous savons que l’enthalpie de fusion est la variation d’enthalpie lorsqu’une substance subit une fusion, notre stratégie lors de la lecture des choix de réponses consiste à rechercher des indices indiquant que le changement physique de fusion a eu lieu.
La variation d’enthalpie décrite dans le choix de réponse (A) implique la combinaison de deux atomes pour former une molécule. La formation d’une molécule à partir d’atomes séparés implique la formation d’une ou plusieurs liaisons chimiques. La variation d’enthalpie impliquée dans la formation d’un composé à partir d’atomes de différents éléments est appelée enthalpie de formation. Comme le choix de réponse (A) décrit la variation d’enthalpie d’une réaction chimique, nous pouvons l’éliminer car ce n’est pas un bon choix de réponse.
Dans le choix de réponse (B), une variation d’enthalpie se produit lorsqu’une substance est brûlée dans de l’oxygène et que de l’énergie est libérée. Ceci est une description d’un type de réaction chimique appelée combustion. Et la variation d’enthalpie résultant d’une réaction de combustion s’appelle l’enthalpie de combustion. Comme le choix de réponse (B) décrit une variation d’enthalpie impliquée dans une réaction chimique, nous pouvons l’éliminer.
Voyons maintenant le choix de réponse (E). L’énoncé du choix de réponse (E) décrit une variation d’enthalpie résultant du mélange de deux solutions pour former une nouvelle solution. Le mélange de deux solutions peut entraîner une modification chimique, mais nous n’en avons pas la preuve ici. Avec les informations fournies, la variation d’enthalpie décrite dans le choix de réponse (E) se produit au cours du processus physique de dissolution d’une solution dans une autre. Comme le processus physique décrit ne fait pas référence à une fonte, nous pouvons éliminer le choix de réponse (E).
En lisant les choix de réponses (C) et (D), nous remarquons que les deux affirmations décrivent un changement de l’état d’une substance. Nous devrons examiner de plus près les choix de réponse (C) et (D) pour déterminer lequel décrit le changement de phase correspondant à la fusion.
Dans le choix de réponse (C), la substance est convertie d’un solide en un gaz. Le nom du changement de phase qui se produit lorsqu’un solide est converti directement en gaz est la sublimation. Comme le choix de réponse (C) décrit l’enthalpie de sublimation et non l’enthalpie de fusion, nous pouvons l’éliminer.
Enfin, dans le choix de réponse (D), la variation d’enthalpie est provoquée par une substance qui absorbe de l’énergie, entraînant une transformation de la phase solide à la phase liquide. Nous savons que le changement de phase qui convertit un solide en liquide s’appelle la fusion. Par conséquent, le choix de réponse (D) est l’affirmation qui décrit le mieux l’enthalpie de fusion.
