Il s'agit d'étudier ici le DH° et le DS° de la réaction:
Pour cela, on mesure la constante d'équilibre K en fonction de la température (voir T.P. N°1A).
On peut écrire:
comme CaCO3 et CaO sont des solides dont l'activité est égale à 1, on a:
Si CO2 est le seul gaz présent, on a alors PCO2 qui vaut la pression P mesurée en bar.
Il faut d'abord se familiariser avec le fonctionnement des vannes 3 voies et de la trompe à eau. La vanne 3 voies est formée d'un boisseau conique percé d'un T, qui suivant sa position peut mettre en contact les 3 sorties 2 à 2 ou les 3 ensemble. La figure qui suit montre les quatre positions possible de chaque vanne, le point indiquant la partie courte du T:
On commence par chauffer le four à 150°C pour évacuer l'humidité, la vanne du manomètre (vanne 1) l'isolant en laissant le passage libre vers l'extérieur (vanne 2 complètement ouverte). Puis, on fera le vide à la trompe à eau (vanne 2 isolant l'extérieur, vanne 1 totalement ouverte), on isolera le circuit {tube-manomètre} (vanne 1), on isolera le flacon de garde avec la vanne 2 en laissant la trompe à eau en contact avec l'extérieur avant de la couper (ne jamais arrêter une trompe à eau en contact avec son vide), et on observera quelques dizaines de minutes pour voir si on peut détecter des fuites. On porte ensuite le four à 600°C et on refera le vide après ½ heure de stabilisation. On chauffera ensuite le four par paliers successifs d'un quart d'heure en laissant bien le temps à la pression de s'équilibrer. Faire varier la température de 650 à 900 °C par paliers de 50 ou 20 °C suivant la température et les variations de pression enregistrées, et on surveillera attentivement l'expérience dès que la pression interne dépasse 0,95 bar (risque d'explosion du système pour une pression supérieure à 1 bar). On fera attention au fait que la montée en pression est exponentielle suivant la température.
À partir des mesures de pression, en déduire la
valeur de la constante d'équilibre K de la réaction
à différentes températures, puis
DG°(T), puis DH°
et DS° de la réaction. Estimer les incertitudes
sur DH° et sur DS°.
Comparer aux valeurs de la littérature (Handbook of Chemistry and Physics).
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