Question 1
Énoncé
On considère du monoxyde de carbone CO gazeux sous la pression partielle de 10-5 bar à la température de 298 K.
Déterminer la différence entre le potentiel chimique de ce composé et son potentiel chimique standard \(\mu_i - \mu°_i\) dans ces conditions. On considérera que CO est un gaz parfait. Donner la réponse en kJ.mol-1.
Données : R = 8,314 J.mol-1.K-1
Aide simple :
Le potentiel chimique \(\mu_i\) d'un gaz i sous une pression et à une température donnés est égal au potentiel chimique standard \(\mu°_i\) de ce gaz corrigé par un terme RTlnai où ai est l'activité de cette espèce i :
\(\mu_i = \mu°_i+ RTlna_i\)
Rappel de cours :
L'activité d'un gaz parfait i est égale au rapport pression partielle sur pression standard : \(a_i = \frac{P_i}{P°}\)
Remarque : Le potentiel chimique d'un gaz pur sous la pression de 1 bar est égal à son potentiel chimique standard. En effet, dans ce cas la pression partielle du gaz est égale à la pression, c'est à dire à la pression standard. On a donc Pi = P°, ai = 1 et \(\mu_i = \mu°_i\) car ln 1 = 0.
Résultat
Correction
Explications
Le monoxyde de carbone CO étant supposé parfait, on peut déterminer son activité : \(a_{CO} = \frac{P_{CO}}{P°}= \frac{10^{-5}}{1}\)
De la définition du potentiel chimique, on déduit : \(\mu_{CO} - \mu°_{CO} = RTlna_{CO} = 8,314 \times 10^{-3} \times 298 \times ln10^{-5}\) = - 28,5 kJ.mol-1.