Enthalpie de réaction d’une réaction endothermique - Introduction à l’entropie avec Cobra SMARTsense

Principe de l´expérience

Dans cette expérience, on étudie la réaction endothermique de l’hydroxyde de baryum avec le thiocyanate d’ammonium. Le système absorbe de la chaleur de l’environnement, ce qui entraîne une baisse significative de la température. À l’aide d’un calorimètre, on mesure le changement de température et on calcule ainsi l’enthalpie molaire de réaction. Les valeurs obtenues peuvent ensuite être comparées aux valeurs de la littérature et les causes possibles des écarts discutées. De plus, le rôle de l’entropie en tant que force motrice de la réaction spontanée devient évident.

L’expérience peut être réalisée avec la tige agitatrice fournie ou, alternativement, avec un agitateur magnétique (voir accessoires recommandés).

Des Exercices

1. Les apprenants montent un calorimètre scolaire simple.
2. Ils mesurent le changement de température après l’ajout de thiocyanate d’ammonium à une solution d’hydroxyde de baryum.
3. Ils calculent l’enthalpie molaire de réaction et comparent la valeur déterminée avec la valeur de la littérature et discutent des causes possibles des écarts.

Objectifs

Les apprenants approfondissent leurs connaissances sur les processus endothermiques et apprennent à relier les phénomènes chimiques à l’enthalpie de réaction. Ils montent pour cela un calorimètre simple et analysent la réaction endothermique de l’hydroxyde de baryum avec le thiocyanate d’ammonium par mesure de température. En outre, l’importance de l’entropie pour la spontanéité des réactions chimiques devient compréhensible. Les apprenants doivent également reconnaître comment les résultats expérimentaux peuvent s’écarter des valeurs de la littérature et quelles sont les causes de ces écarts.

Avantages

• Réalisation simple et promotion de la compréhension technique grâce à un calorimètre montable soi-même à partir d’appareils de laboratoire standard.
• Illustre clairement le rôle de l’entropie comme force motrice des réactions chimiques.
• Fort lien avec la vie quotidienne (p. ex. explication du fonctionnement des poches réfrigérantes).
• Expérience pertinente pour le baccalauréat en thermodynamique (enthalpie et entropie).
• Évaluation quantitative à l’aide de capteurs numériques (Cobra SMARTsense).
• Combinaison d’une expérience scolaire classique et d’un enregistrement moderne des données.
• Possibilité de discussion des écarts de mesure par rapport aux valeurs de la littérature.
• Préparation rapide et simple de l’expérience (instructions et évaluation des risques disponibles).