La formation de l'ammoniac

Partie

Question

Dans le cours, on déclare :

  • la formation de l'ammoniac à partir de diazote et de dihydrogène est exothermique (elle dégage de la chaleur),

  • la réaction sera spontanée dans le sens de la formation de l'ammoniac lorsque \(\Delta G°(T) \leqslant0\), soit pour \(T\leqslant465 \textrm K\).

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On donne : \(\Delta H°=-92~\mathrm{kJ.mol}^{-1}\) et \(\Delta S°=-198\textrm{ J.mol}^{-1}.\textrm K^{-1}\)

Solution détaillée

  1. On prend l'hypothèse d'Ellingham : \(\Delta{H}°\) et \(\Delta{S}°\) sont indépendants de \(T\).

  2. On sait que \(\Delta{G}°(T)=\Delta{H}°-T\Delta{S}°\) , donc :

\(\Delta{G}°(T)=-92000-\textrm(-198\textrm)\times T \leqslant0\)

\(\Rightarrow T\leqslant\frac{92000}{198}\)

\(\Rightarrow T\leqslant464\textrm,5 \textrm K\) ou \(191\textrm,5 °\textrm C\)