Loi de Hess — Chimie, 14–17
Calcule une variation d’enthalpie indirectement en combinant des réactions dont les valeurs sont connues.
La variation totale d’énergie
La loi de Hess dit que la variation d’enthalpie dépend seulement des substances de départ et d’arrivée. Peu importe que la réaction se fasse en une étape ou par plusieurs étapes imaginées. Tu peux donc additionner, inverser ou multiplier des équations pour trouver une valeur difficile à mesurer directement.
Pourquoi passer par un chemin indirect ?
Certaines réactions sont trop lentes, dangereuses ou incomplètes pour être mesurées proprement dans un calorimètre. Brûler du méthane est possible, mais mesurer sa formation à partir des éléments est bien plus difficile. La loi de Hess résout ce problème en utilisant des réactions mesurées comme des blocs d’énergie.
L’enthalpie de formation du méthane
Utilise : C + O₂ → CO₂, −393,5 kJ mol⁻¹ ; H₂ + ½O₂ → H₂O(l), −285,8 ; et CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, −890,3. Dans la dernière équation, −890,3 = (−393,5 − 571,6) − ΔHf(CH₄). En isolant la valeur, tu obtiens ΔHf(CH₄) = −74,8 kJ mol⁻¹.
Les signes changent avec les équations
Une erreur fréquente consiste à inverser une équation sans changer le signe de son enthalpie. Cela semble logique puisque les mêmes substances sont présentes, mais inverser le processus inverse aussi le transfert d’énergie. Si tu multiplies une équation par deux, multiplie aussi son enthalpie par deux.
Où elle est utilisée
Les chimistes utilisent la loi de Hess pour estimer les variations d’énergie de combustibles, de minéraux et de réactions industrielles difficiles à tester directement. Elle aide aussi à comparer les combustibles : une enthalpie de combustion plus négative libère davantage de chaleur par mole, mais la masse et la sécurité comptent aussi.
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