Définition enthalpie, enthalpie libre, entropie

[Quentingersois]

Bonjour,

 

J'ai du mal à comprendre la définition de ces notions, plutôt de ce qu'elles définissent concrètement, qu'elles sont leurs différences et comment les définir facilement pour bien les reliés avec les notion d'exotherme, d'endosser, d'exergonique et d'endergonique ? 

 

Merci par avance!

[péri-an-toine]

Coucou, d'abord, je précise que je ne suis qu'en PASS mais je vais quand même essayer de te partager comment j'ai fait pour comprendre ces concepts et en espérant ne pas dire de bêtises.

 

D'abord l’entropie (S) : c'est le désordre d'un système. On considère que l’entropie augmente quand le désordre augmente. Par exemple quand ta chambre devient de moins en moins rangée au fur et à mesure du temps, on pourrait dire que l'entropie augmente : le désordre augmente. On notera que spontanément l’entropie a tendance à toujours augmenter (comme la chambre a spontanément tendance a se mettre en bazar et pas à se ranger). Par exemple un solide à une entropie plus faible qu'un liquide qui a lui même une entropie plus fiable qu'un gaz. (Car le solide est plus ordonné que le liquide lui-même plus ordonné que le gaz). On notera aussi que l’entropie de l'univers ne peut pas diminuer, c'est important à noter.

 

L'enthalpie (H),
d'abord il faut rappeler ce qu'est l'énergie interne d'un système qu'on note U : ∆U = U2 − U1 = Q + W
L'enthalpie c'est simplement l'énergie plus le produit de la température et la pression : ça permets d'avoir plus d'informations sur le système que simplement l'énergie interne U car il s'agit de la somme de l’énergie interne et de l'énergie "contenue" par PV (je sais pas si c'est très clair, voila l'explication de FuturaSciences : "l'enthalpie représente  [...] son énergie interne (U) (c'est-à-dire l'énergie nécessaire à la création du système), plus le travail de détente (PV), qui correspond au travail que le système doit fournir contre la pression pour occuper son volume. L'enthalpie se mesure en Joules car c'est une énergie.")
On comprends donc que quand ∆H < 0, l'enthalpie diminue donc l'énergie totale du système diminue, vu que rien ne se crée rien ne se perds, cette énergie doit bien aller quelque part : elle est libérée sous forme de chaleur : la réaction est EXOthermique.
Quand ∆H > 0  bon bah c'est l'inverse :  l'énergie doit bien venir de quelque part donc le système absorbe de la chaleur. La réaction est alors ENDOthermique
    (C'est logique quand on y repense, si H est la somme de U et PV, alors pour augmenter H il faut bien qu'un des deux termes grossisse, et en apportant de la chaleur on fait augmenter U car U=Q+W (avec Q la température, CQFD))

 

Enfin pour l'enthalpie libre (G) (en J/mol) honnêtement je suis pas sur que l'explication physique précise de ce que c'est t'éclairera plus qu'elle ne t'embrouillera mais je vais tenter de résumer. En gros c'est l'énergie disponible qui est présente dans un système : lors d'une réaction chimique, cette enthalpie libre varie, on note ça ∆_rG. Quand la réaction permets de diminuer cette enthalpie libre (G), ∆_rG < 0, la réaction va permettre d'"enlever" de l'énergie.

Il faut noter quelque chose de très important que j'ai oublié de dire c'est qu'un système tends toujours à minimiser son énergie.

Donc quand G diminue, ∆rG < 0, la réaction à permis de minimiser l’enthalpie libre du système, on dit alors qu'elle est EXERgonique. Vu qu'elle a permis de minimiser l'énergie et qu'on a vu que c'est ce qui se passe spontanément, la réaction va dans le sens 1 (qui est le sens spontané normalement). A l'inverse, quand la réaction apporte de l'énergie, le système contient plus d’énergie à l'état final qu'a l'état initial, donc ∆rG > 0, la réaction n'est donc pas spontanée conformément à ce qu'on a dit juste avant car il faut "apporter" de l'énergie, donc "augmenter" G, la réaction est alors ENDERgonique, elle n'est pas spontanée, elle va dans le sens 2.

 

J'ai trouvé ce petit schéma (qui illustre du coup une réaction exergonique, endergonique ça serait dans l'autre sens) qui m'a pas mal aidé à la compréhension :

 

 

 

Voila, j'espère ne pas avoir dit de bêtises et j'espère qu'un tuteur spé chimie pourra confirmer que je ne me suis pas trompé, personnellement c'est comme ça que j'arrive a comprendre la thermo (ce qui, je te l’accorde, n'est pas chose facile), j'espère donc t'avoir éclairé un peu plus !! En espérant vraiment ne pas avoir dit de bêtises et si c'est le cas je m'en excuse et j'espère que quelqu'un de plus compétent que moi me le signalera que je rectifie le tir au plus vite pour n'induire personne en erreur !!!  

En espérant sincèrement t'avoir aidé et pas plus embrouillé...

 

Bonnes révisions et bon courage !

 

[Lulu_le_Fou]

Salut @Quentingersois et @péri-an-toine ,

 

il y a une heure, péri-an-toine a dit :

D'abord l’entropie (S) : c'est le désordre d'un système. On considère que l’entropie augmente quand le désordre augmente. Par exemple quand ta chambre devient de moins en moins rangée au fur et à mesure du temps, on pourrait dire que l'entropie augmente : le désordre augmente. On notera que spontanément l’entropie a tendance à toujours augmenter (comme la chambre a spontanément tendance a se mettre en bazar et pas à se ranger). Par exemple un solide à une entropie plus faible qu'un liquide qui a lui même une entropie plus fiable qu'un gaz. (Car le solide est plus ordonné que le liquide lui-même plus ordonné que le gaz). On notera aussi que l’entropie de l'univers ne peut pas diminuer, c'est important à noter.

 

L'enthalpie (H),
d'abord il faut rappeler ce qu'est l'énergie interne d'un système qu'on note U : ∆U = U2 − U1 = Q + W
L'enthalpie c'est simplement l'énergie plus le produit de la température et la pression : ça permets d'avoir plus d'informations sur le système que simplement l'énergie interne U car il s'agit de la somme de l’énergie interne et de l'énergie "contenue" par PV (je sais pas si c'est très clair, voila l'explication de FuturaSciences : "l'enthalpie représente  [...] son énergie interne (U) (c'est-à-dire l'énergie nécessaire à la création du système), plus le travail de détente (PV), qui correspond au travail que le système doit fournir contre la pression pour occuper son volume. L'enthalpie se mesure en Joules car c'est une énergie.")
On comprends donc que quand ∆H < 0, l'enthalpie diminue donc l'énergie totale du système diminue, vu que rien ne se crée rien ne se perds, cette énergie doit bien aller quelque part : elle est libérée sous forme de chaleur : la réaction est EXOthermique.
Quand ∆H > 0  bon bah c'est l'inverse :  l'énergie doit bien venir de quelque part donc le système absorbe de la chaleur. La réaction est alors ENDOthermique
    (C'est logique quand on y repense, si H est la somme de U et PV, alors pour augmenter H il faut bien qu'un des deux termes grossisse, et en apportant de la chaleur on fait augmenter U car U=Q+W (avec Q la température, CQFD))

 

Enfin pour l'enthalpie libre (G) (en J/mol) honnêtement je suis pas sur que l'explication physique précise de ce que c'est t'éclairera plus qu'elle ne t'embrouillera mais je vais tenter de résumer. En gros c'est l'énergie disponible qui est présente dans un système : lors d'une réaction chimique, cette enthalpie libre varie, on note ça ∆_rG. Quand la réaction permets de diminuer cette enthalpie libre (G), ∆_rG < 0, la réaction va permettre d'"enlever" de l'énergie.

Il faut noter quelque chose de très important que j'ai oublié de dire c'est qu'un système tends toujours à minimiser son énergie.

Donc quand G diminue, ∆rG < 0, la réaction à permis de minimiser l’enthalpie libre du système, on dit alors qu'elle est EXERgonique. Vu qu'elle a permis de minimiser l'énergie et qu'on a vu que c'est ce qui se passe spontanément, la réaction va dans le sens 1 (qui est le sens spontané normalement). A l'inverse, quand la réaction apporte de l'énergie, le système contient plus d’énergie à l'état final qu'a l'état initial, donc ∆rG > 0, la réaction n'est donc pas spontanée conformément à ce qu'on a dit juste avant car il faut "apporter" de l'énergie, donc "augmenter" G, la réaction est alors ENDERgonique, elle n'est pas spontanée, elle va dans le sens 2.

Oui c'est ça, je rejoins ce que tu dis, rien à ajouter ton explication est nickel et très complète à mon sens , j'ai même appris des trucs lol :)

 

J'espère que c'est clair pour toi sinon n'hésite pas à poser toutes les questions que te viennent par la tête ! 

 

Edited September 3, 2023 by Lulu_le_Fou

[Quentingersois]

il y a une heure, péri-an-toine a dit :

Coucou, d'abord, je précise que je ne suis qu'en PASS mais je vais quand même essayer de te partager comment j'ai fait pour comprendre ces concepts et en espérant ne pas dire de bêtises.

 

D'abord l’entropie (S) : c'est le désordre d'un système. On considère que l’entropie augmente quand le désordre augmente. Par exemple quand ta chambre devient de moins en moins rangée au fur et à mesure du temps, on pourrait dire que l'entropie augmente : le désordre augmente. On notera que spontanément l’entropie a tendance à toujours augmenter (comme la chambre a spontanément tendance a se mettre en bazar et pas à se ranger). Par exemple un solide à une entropie plus faible qu'un liquide qui a lui même une entropie plus fiable qu'un gaz. (Car le solide est plus ordonné que le liquide lui-même plus ordonné que le gaz). On notera aussi que l’entropie de l'univers ne peut pas diminuer, c'est important à noter.

 

L'enthalpie (H),
d'abord il faut rappeler ce qu'est l'énergie interne d'un système qu'on note U : ∆U = U2 − U1 = Q + W
L'enthalpie c'est simplement l'énergie plus le produit de la température et la pression : ça permets d'avoir plus d'informations sur le système que simplement l'énergie interne U car il s'agit de la somme de l’énergie interne et de l'énergie "contenue" par PV (je sais pas si c'est très clair, voila l'explication de FuturaSciences : "l'enthalpie représente  [...] son énergie interne (U) (c'est-à-dire l'énergie nécessaire à la création du système), plus le travail de détente (PV), qui correspond au travail que le système doit fournir contre la pression pour occuper son volume. L'enthalpie se mesure en Joules car c'est une énergie.")
On comprends donc que quand ∆H < 0, l'enthalpie diminue donc l'énergie totale du système diminue, vu que rien ne se crée rien ne se perds, cette énergie doit bien aller quelque part : elle est libérée sous forme de chaleur : la réaction est EXOthermique.
Quand ∆H > 0  bon bah c'est l'inverse :  l'énergie doit bien venir de quelque part donc le système absorbe de la chaleur. La réaction est alors ENDOthermique
    (C'est logique quand on y repense, si H est la somme de U et PV, alors pour augmenter H il faut bien qu'un des deux termes grossisse, et en apportant de la chaleur on fait augmenter U car U=Q+W (avec Q la température, CQFD))

 

Enfin pour l'enthalpie libre (G) (en J/mol) honnêtement je suis pas sur que l'explication physique précise de ce que c'est t'éclairera plus qu'elle ne t'embrouillera mais je vais tenter de résumer. En gros c'est l'énergie disponible qui est présente dans un système : lors d'une réaction chimique, cette enthalpie libre varie, on note ça ∆_rG. Quand la réaction permets de diminuer cette enthalpie libre (G), ∆_rG < 0, la réaction va permettre d'"enlever" de l'énergie.

Il faut noter quelque chose de très important que j'ai oublié de dire c'est qu'un système tends toujours à minimiser son énergie.

Donc quand G diminue, ∆rG < 0, la réaction à permis de minimiser l’enthalpie libre du système, on dit alors qu'elle est EXERgonique. Vu qu'elle a permis de minimiser l'énergie et qu'on a vu que c'est ce qui se passe spontanément, la réaction va dans le sens 1 (qui est le sens spontané normalement). A l'inverse, quand la réaction apporte de l'énergie, le système contient plus d’énergie à l'état final qu'a l'état initial, donc ∆rG > 0, la réaction n'est donc pas spontanée conformément à ce qu'on a dit juste avant car il faut "apporter" de l'énergie, donc "augmenter" G, la réaction est alors ENDERgonique, elle n'est pas spontanée, elle va dans le sens 2.

 

J'ai trouvé ce petit schéma (qui illustre du coup une réaction exergonique, endergonique ça serait dans l'autre sens) qui m'a pas mal aidé à la compréhension :

 

 

 

Voila, j'espère ne pas avoir dit de bêtises et j'espère qu'un tuteur spé chimie pourra confirmer que je ne me suis pas trompé, personnellement c'est comme ça que j'arrive a comprendre la thermo (ce qui, je te l’accorde, n'est pas chose facile), j'espère donc t'avoir éclairé un peu plus !! En espérant vraiment ne pas avoir dit de bêtises et si c'est le cas je m'en excuse et j'espère que quelqu'un de plus compétent que moi me le signalera que je rectifie le tir au plus vite pour n'induire personne en erreur !!!  

En espérant sincèrement t'avoir aidé et pas plus embrouillé...

 

Bonnes révisions et bon courage !

 

Salut !

 

Merci beaucoup pour ton explication qui m'a permis de voir beaucoup plus clair!

 

Au plaisir!