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Vidéo question :: Calculer la variation de l’enthalpie molaire pour la combustion du méthane

Lors de la combustion de 40,1 g de méthane, (𝑀_ (𝑟) = 16,04 g/mol), la température de 10 kg d’eau a augmenté de 53 ° C. Quelle est la variation de l’enthalpie molaire, à l’entier près, pour la combustion du méthane ? Prends la capacité thermique spécifique de l’eau à 4,2 J/g⋅°C.

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Transcription de la vidéo

Lors de la combustion de 40,1 grammes de méthane, 𝑀 𝑟 étant égale à 16,04 grammes par mole, la température de 10 kilogrammes d’eau a augmenté de 53 degrés Celsius. Quelle est la variation de l’enthalpie molaire, à l’entier près, pour la combustion du méthane ? Prends la capacité thermique spécifique de l’eau à 4,2 joules par gramme degré Celsius.

La combustion est un exemple de réaction exothermique, qui est un type de réaction qui libère de l’énergie. Dans une expérience de calorimétrie, le méthane peut être brûlé dans une bombe calorimétrique. Lorsque la réaction se produit, il y a un transfert d’énergie thermique du système réactionnel vers l’eau environnante. Cette énergie thermique fait augmenter la température de l’eau. L’une des hypothèses que nous faisons est que toute l’énergie produite au cours de la réaction ne chauffe que l’eau et qu’aucune énergie n’est perdue dans l’environnement.

Nous pouvons calculer l’énergie transférée pendant la réaction chimique en utilisant l’équation suivante, dans laquelle 𝑞 est l’énergie transférée en joules. 𝑚 est la masse en grammes. 𝑐 est la capacité thermique spécifique. Et Δ𝑡 est la variation de température en degrés Celsius. La capacité thermique spécifique d’une substance est la quantité d’énergie en joules nécessaire pour élever d’un degré Celsius la température d’un gramme de substance.

On nous dit de prendre la capacité thermique spécifique de l’eau à 4,2 joules par gramme Celsius. Nous savons également que la masse d’eau est de 10 kilogrammes et que la variation de température de l’eau est de 53 degrés Celsius.

Il est important de noter que l’unité de la capacité thermique spécifique contient des grammes, mais la masse d’eau est donnée en kilogrammes. Donc, convertissons la masse d’eau en grammes en multipliant par 1000 grammes par kilogramme, ce qui nous donne 10000 grammes.

Nous pouvons maintenant substituer les valeurs dans notre équation pour trouver que la valeur de 𝑞 est égale à 2226000 joules. C’est un très grand nombre, convertissons-le en kilojoules en le divisant par 1000. La valeur de 𝑞 est donc de 2226 kilojoules.

Maintenant que nous savons combien de chaleur a été transférée à l’eau, nous devons calculer la variation de l’enthalpie molaire, qui est la variation de l’enthalpie par mole de méthane brûlé. Nous pouvons calculer le nombre de moles de méthane en divisant la masse de méthane par sa masse molaire. On nous dit que la masse de méthane est de 40,1 grammes et que sa masse molaire est de 16,04 grammes par mole. Après avoir fait la division, nous obtenons le nombre de moles de méthane. Nous pouvons maintenant calculer la variation de l’enthalpie molaire en divisant la quantité d’énergie transférée pendant la réaction, qui est de 2226 kilojoules, par le nombre de moles de méthane.

Maintenant que nous avons calculé la variation de l’enthalpie molaire, nous devons arrondir notre réponse au nombre entier le plus proche. Après avoir arrondi, nous obtenons 890 kilojoules par mole. Enfin, nous devons considérer le signe que cette valeur devrait avoir. Un signe positif est utilisé pour les réactions endothermiques pour indiquer que l’énergie est absorbée par le système à partir de son environnement. Un signe négatif est utilisé pour les réactions exothermiques pour indiquer que de l’énergie est libérée ou perdue du système dans l’environnement. Une réaction de combustion est une réaction exothermique, et nous savons que de la chaleur a été libérée dans l’eau. Nous devons donc utiliser un signe moins.

Par conséquent, la variation de l’enthalpie molaire pour la combustion du méthane est de moins 890 kilojoules par mole.

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