REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA . RECHERCHE SCIENTIFIQUE CENTRE UNIVERSITAIRE DE KHEMIS MILIANA
Dép Dé par arte teme ment nt : ST Niveau :
1erannée
Réalisée par : • Iqdymat Ahmed
Année universitaire : 2011-2012 PARTIE THEORIQUR THEOR IQUR
Déniti!n d"une #al!rimétrie Un calorimètre est une enceinte thermiquement isolée. Dans l’enceinte se trouve généralement un vase en aluminium pouvant accueillir différents solides et liquides. Le vase calorimètre et ses accessoires (agitateur, thermomètre, …) participent au transfert d’énergie qui se produit l’intérieur. Le calorimètre est caractérisé par . sa capacité thermique !cal Exemplesde calorimètres
: Le calorimètre adiabatique
&L"instrument le plus courant est le #al!rim$tre de %erthel!t #l est équipé d"un vase De$ar (comme une %outeille &thermos&), ceci afin de diminuer les pertes thermiques .(l"instrument devient alors presque un calorimètre adia%atique)
: 'e vase De(ar
'ase de verre entre les parois duquel il a le vide, très %on isolant. ppareil simple, il est utilisé pour des .mesures n"e*igeant pas une grande précision
Thé!rie de la #al!rimétrie Généralités
La calorimétrie repose sur + principes fondamentau* principe de l"égalité des échanges thermiques (ce qui est perdu par un milieu est gagné par un autre milieu) et le principe des transformations .inverses
Théorie générale
L"enthalpie d"un sstème fermé est H = U + ! et la variation d"enthalpie dans une .transformation donnée est
H=
U+
"!#; avec
U = $ + % ( principe)
-n calorimétrie, les transformations se font pression constante (iso%ares) soit / cette pression . -tat la date t0 volume '0 , température 10 -tat la date t+ volume '+ , température 1+ = our un chemin réversi%le
p
=
(le travail correspondant $ = & ' !
.la chaleur échangée correspondante est notée 2 p la variation d"enthalpie correspondante est alors H = $ + %p +
d"o3
"'!# = & ' ! + %p+' !
H = %p; ∆ H est la m4me pour une transformation non réversi%le donc
H = %p
pour . toute transformation iso%are ar ailleurs H= car on considère, en calorimétrie, que les capacités calorifiques molaires (c p) sont des .constantes 5inalement ")# .Les quantités de chaleur sont e*primées en 6oules ou en calories (1 calorie = 4,18 J ) .dia%atique pas d"échange d"énergie thermique (&chaleur&) entre le sstème et le milieu e*térieur capacités calorifiques molaire en *
•
capacités calorifiques massique en * capacité calorifique p = = en apacité calori,ique d-un calorimètr
.Les instruments de mesure utilisés sont des calorimètres Les mesures calorimétriques étant %asées sur des échanges thermiques, on va prendre en compte les échanges thermiques entre ce que contient le calorimètre et le calorimètre (c"est le r7le de µ), mais on .négligera les échanges parasites entre le calorimètre et le milieu e*térieur .Donc on considère l"ensem%le 8calorimètre9son contenu: comme isolé ;oit Q la quantité de chaleur échangée entre le calorimètre et son contenu elle sert chauffer ou refroidir .(de la température T i la température 1 f ) le calorimètre et ses accessoires =%
est la capacité calori,ique du calorimètre= µ est la .aleur en eau
.C s"e*prime en 6., µ en >g
.
contient un corps de masse , de capacité thermique massique ,
la température .
: L-équation calorimétrique est de la ,orme
: Ave# &température du #al!rim$tre : &température du mélan*e d"eau du #al!rim$tre et de #es a##ess!ires : &température de l"eau #haude :
PARTIE E+PERI,ENTA'E : )!mpte rendu : 8étermination de la .aleur en eau du calorimètre "7 : rotocole • 1ous les volumes d’eau seront mesurés l’éprouvette graduée. #ntroduire un volume d’eau A B/mL, de
masse A B/ g d’eau du ro%inet dans le vase calorimétrique. Laisser s’éta%lir l’équili%re thermique et noter la température initiale de l’ensem%le . 5aire chauffer un volume suffisant d’eau du ro%inet dans un %écher. Cesurer un volume A B/ mL de masse A B/g d’eau chaude et mesurer sa température . #ntroduire rapidement l’eau chaude dans le vase calorimétrique, refermer le couvercle et plonger le thermomètre. giter pour %ien homogénéiser le mélange et laisser s’éta%lir le nouvel équili%re thermique température stationnaire. oter alors la température d’équili%re finale de l’ensem%le.et nous répétons cette e*périence trois fois et on o%tienne ce ta%leau* +F,G G/,F G/,B G/,+
?/ ?/ ?/ ?/
0E,F 0F,G +/,+ 0F,BH
@ e*périence 0 + G
: Le bilan de chaleur 0= I).. A/+ + (.. : Les sources d9erreurs
Le fait que le calorimètre est imparfait.
L’imprécision du
Jecher pour la mesure.
L’imprécision thermomètre.
Les conditions d’état dans la%oratoires.
Les
.erreurs de lecture
: alcule de
..) 9 9I).. A/
..(I+ - = (.. . .I - = . + (.. AI AI
=I Donc I AGG,K ( g)
I A /,/GGKB g
: calcule de
Donc
="220;/ '0/# 3g
:8étermination de la chaleur de dissolution : rotocole •
"<
#ntroduire un volume A 0/ mL l’acide (Mcl) de (0C) dans le vase calorimétrique. Laisser s’éta%lir l’équili%re thermique et noter alors la température initiale de l’ensem%le .
:Le bilan de chaleur 0= I).. A/+ + (.. : 8étermination de
:
