تقني رياضي هندسة الطرائق - Tp Mesures D'enthalpie

الموضوع في 'التكنولوجيا' بواسطة نجيب, بتاريخ ‏2 ديسمبر 2009.

  1. نجيب

    نجيب طاقم الإدارة مشرف



    Mesures d’Enthalpie



    A. But



    On se propose de mesurer des enthalpies de réaction. Afin de réaliser ces mesures calorimétriques, on doit au préalable déterminer la capacité thermique du calorimètre utilisé. On utilisera un calorimètre type Dewar avec un récipient en verre et on utilisera une tige de verre comme agitateur (enlever l’agitateur métallique si nécessaire) durant tout le TP.
    On vous donne des ordres de grandeur en volume, mais à chaque fois vous en déterminerez la masse.


    Expérience 1 Réaction acide Fort, Base Forte
    Expérience 2réaction d’oxydo-réduction du Zinc sur une solution de sulfate de cuivre



    B. Détermination de la capacité calorifique du calorimètre



    Vous devez déterminer cette capacité calorifique C en utilisant une des deux méthodes de votre choix :
    Méthode 1) Méthode des mélanges (bien lire la température de l’eau chaude).
    Méthode 2) Ajout d’environ 50 g de glaçe (glaçon sec à 0°C) dans une masse d'eau connue (On donne pour la glace Lf = 335 J.g-1).
    Précisez clairement les modes opératoires, les notations utilisées et les résultats obtenus.


    Evaluez l’incertitude sur la mesure de la masse équivalente en eau µ du calorimètre.

    Pourquoi n’avons nous pas utilisé un thermomètre gradué tous les 1°C ?


    C. Expérience 1



    Mesurer avec la fiole jaugée de 200 mL un volume VB de soude et dans une autre un même volume VA d'acide.
    Verser la solution de soude dans le vase du calorimètre.
    Suivre l’évolution de cette température toutes les 30s pendant 5 min.
    Repérer la température initiale de la solution de la solution d'acide (qB).
    Verser en une seule fois la solution d'acide dans le calorimètre. Tout en agitant avec l'agitateur en verre, relever la température régulièrement (toutes les 30s pendant 5 min)
    Faire le graphe (température en fonction du temps) et en déduire les températures initiale et finale (qi et qf).
    Cette augmentation de température ne peut s'expliquer que par une réaction exothermique entre la soude et l'acide.


    1) On vous demande de déduire la quantité de chaleur Q fournie par le système (on vous dit que la chaleur spécifique massique de la solution de soude et d'acide est égale à celle de l'eau, soit 4185 J.kg-1.K-1).
    2) Déterminer q = (n : nombre de mole) en J.mol-1.
    3) Des mesures précises donnent pour une mole de chacun des réactifs une enthalpie de réaction de –57,35 kJ à 25°C et à p = 1atm. Comparez cette valeur au résultat de vos mesures.





    D/Expérience 2




    1. Mode opératoire

    - Préparez dans une éprouvette graduée 200 mL de solution de sulfate de cuivre à 0,2 mol.L-1 de masse M.
    - Mesurez sa température q1 pendant 5 min.
    - Préparez 5 à 6 g de poudre de Zinc
    - Versez le tout dans le calorimètre
    - Agitez vivement le tout pendant une dizaine de secondes.
    - Suivre la température pendant 5 min.
    - En déduire alors la température d’équilibre qe atteinte dans le calorimètre.
    2. Exploitation des résultats.


    a) Ecrire les demi-équations rédox ainsi que l’équation bilan réalisée après avoir caractérisé les produits formés.
    b) le Zn a-il-été introduit en excès ?
    c) Calculez l’enthalpie de la réaction. Pour cela on considérera la solution suffisamment diluée pour assimiler la capacité thermique de la solution de sulfate de cuivre à celle de l’eau.
    d) En déduire l’enthalpie de la réaction pour une mole de Zn. Les tables donnent une valeur de 2,35 J.mol-1. Comparez.
    3. La pile Daniell (le retour)


    Quand on réalise une pile Daniell, la même réaction se produit. On se propose de comparer le travail fourni par une telle pile à la quantité de chaleur dégagée lors de la réaction précédente.
    a) Calculez la f.é.m. de la pile : E.
    b) Evaluez le travail électrique fourni par la pile (on donne : IWI=nFE, avec F=96500C et n qui représente le nombre de moles d’électrons mis en jeu lors de la réaction d’une mole de Zinc.)
    c) Comparez ce résultat à la quantité de chaleur calculée auparavant.




    DONNEES :
    § Capacité thermique massique de l’eau : c = 4185 J.kg- 1.K-1
    § czinc = 385J. kg-1 .K-1
    § E°(Cu2+/Cu) = 0,34V et E°(Zn2+/Zn) = - 0,76V

     
    آخر تعديل بواسطة المشرف: ‏7 سبتمبر 2013
  2. ميسوار

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