Question 5
Énoncé
La fusion de 0,5 mol de glace prise à 0°C sous la pression constante de 1 bar absorbe une quantité de chaleur égale à 3009 J.
Déterminer et exprimer, en kJ.mol-1, l'enthalpie molaire standard de fusion de l'eau \(\Delta_{fus}H°\).
Aide simple :
L'équation bilan de la fusion de l'eau (changement d'état) s'écrit comme l'équation bilan d'une réaction chimique.
H2O (s) = H2O (l)
Bien entendu, les valeurs absolues des coefficients stœchiométriques sont égales à 1.
Rappel de cours :
La variation d'enthalpie (\(\Delta H\)) relative à un changement d'état ou à une transition de phase (en abrégé tr) est égale à l'enthalpie molaire de ce changement d'état \(\Delta_{tr}H\) multipliée par l'avancement \(\xi\) de ce processus.
Noter que \(\Delta H\) s'exprime généralement en kJ et \(\Delta_{tr}H\) en kJ/mol.
Résultat
Correction
Explications
L'avancement du processus de fusion de l'eau : H2O (s) = H2O (l) peut s'exprimer au moyen des quantités initiale et finale de glace :\( \xi = \frac{n_{H_2O (s), F} - n_{H_2O (s), l}}{-1} = \frac{0 - 0,5}{-1}\) = 0,5 mol.
La quantité de chaleur nécessaire pour liquéfier, sous pression constante et à 0°C, 0,5 mol d'eau solide vaut : \(Q_P =\Delta H\) = 3009 J.
Comme cette pression est égale à la pression standard, il vient :
\(\Delta_{fus}H° = \frac{\Delta H}{\xi} = \frac{3009}{0,5}\) = 6018 J.mol-1 = 6,018 kJ.mol-1