Calculer la quantité de chaleur (en kJ) mise en jeu par la réaction d'oxydation de 2,234 g de fer par la vapeur d'eau à volume constant et à 298 K selon :

3 Fe (s) + 4 H₂O (g) = 4 H₂ (g) + Fe₃O₄ (s)

Données :

Masse molaire du fer : 55,85 g.mol^-1

Enthalpie molaire standard de formation de Fe₃O₄ (s) à 298 K : - 1118,4 kJ.mol^-1

Enthalpie molaire standard de formation de H₂O (g) à 298 K : - 241,8 kJ.mol^-1

Aide simple :

La chaleur Q_V mise en jeu par une réaction effectuée à volume constant, est égale à la variation d'énergie interne du système réactionnel : \(\Delta U = Q_V\)

Rappel de cours :

L'enthalpie standard de réaction \(\Delta_rH°\) peut être obtenue à partir des coefficients stœchiométriques algébriques et des enthalpies molaires standard de formation des composés qui figurent dans l'écriture de l'équation bilan de cette réaction :

\(\Delta_rH° =\displaystyle \sum_{i} \nu_i \Delta_f H°_i\)

Il est ensuite possible d'obtenir \(\Delta H\) et enfin \(\Delta U\).

Remarque :

1. L'enthalpie standard de formation d'un corps simple est nulle.

2. A 298 K, l'eau ne peut évidemment pas exister à l'état gazeux sous la pression de 1 bar. Un tel état standard est hypothétique.