POTENTIEL CHIMIQUE (MOLAIRE)

-potentiel chimique (molaire)

Un potentiel chimique est un synonyme d'énergie chimique

Mais très souvent, c'est un terme utilisé en raccourci de potentiel chimique molaire, et c'est donc alors une énergie molaire , que nous étudions ci-après:

Dimensions L2.M.T-2.N-1      Symbole  E*h       Unité S.I + : le Joule/mole (J/mol)

-potentiel chimique molaire considéré dans un système thermodynamique

E*= C*.UG

E*h(J/mol) est le potentiel chimique molaire

C*=(C/mol)= constante de Faraday

UG(V)= potentiel électrique de Galvani (interne)

 

-potentiel chimique molaire considéré dans un système électrodynamique

E*= q'h.m'm

q'h (J/kg)= enthalpie massique, qui vaut par ailleurs (dF/dm) - (dG/dm)

F et G(J) sont les énergies de Helmholtz et Gibbs

m(kg)= masse de composant

m‘m(kg/mol)= masse molaire du composant

 

C'est une grandeur intensive = variation d’enthalpie libre molaire d'un constituant

E*ΔG / Δq à température et pression constantes

E*h(J/mol)= potentiel chimique d'un corps pur

Δ(--)= variation

G(J)= enthalpie libre

q(mol) = quantité de matière

--formule pour un gaz

E*= E*h0 +R.T.Log(p/p0) où p sont les pressions

--formule pour un liquide ou solide

E*= E*h0 +R.T.Log(r'c) r' est l'activité de concentration

--formule pour une solution

E*= E*h0  + R.T.Log(r'/ r'0) r' sont les concentrations

 

-potentiel chimique molaire d’un constituant gazeux dans une réaction chimique

dE*= -S.dT/ q + V*.dp

avec E*h(J/mol)= potentiel chimique molaire

S / q(J/mol-K)= entropie molaire

V*(m3/mol)= volume molaire

p(Pa)= pression

T(K)= température absolue

 

-potentiel chimique molaire dans un système en équilibre et à pression constante

on est en condition isobare et on applique la relation de Gibbs-Duheim:

Σqi.E= 0     où q(mol) sont les quantités de matière

Pour les réactions chimiques (cas particulier de ci-dessus) voir chapitre spécial énergie chimique

 

POTENTIELS CHIMIQUES LOGARITHMIQUES

1.le pH (potentiel hydrogène) est la caractéristique ionique d’une cellule électrolytique:

pH = -log10 [concentration en ions libres oxonium]

L’oxonium (ex hydronium) est H3O+  et est issu de la réaction de dissociation ci-après:

HCl + H²O = H3O++ Cl-

Les pH d’acidité sont compris entre 0 et 7 .

Exemples: HCl(0,1)--H²SO4(0,3)--citron(2,3)--vinaigre(2,8)--café(5)--pluie(5à6)

Celui de la neutralité est de 7 (Ex: eau distillée)

Au-delà, il ne s'agit plus d'acidité, mais de basicité

2.le pOH

notion symétrique du pH >> c'est -log10[concentration en ions OH-].

On a toujours pH + pOH = 14

 

3.on utilise également le pK

qui est l’inverse du pH, soit  = -colog10[concentration en oxonium] 

C'est une constante d'équilibre

Nota: dans une réaction acide-base, l’acide cède un proton à la base

 

4.les taux d’acidité et de basicité 

sont des termes utilisés parfois en vie courante pour exprimer un pourcentage (d'acide ou de base) dissous dans une solution

   Copyright Formules-physique ©