Chimie
inorganique
descriptive

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Devoir 2 : chimie inorganique descriptive
 

Correction du devoir 2 : Exercice 2 - Question d ...

2- Etude des familles d'éléments : le bloc p
d- Décrire les diagramme d'Ellingham proposé ci-contre (axes, utilisation, ...).

d- Le diagramme d’Ellingham donne l'évolution de l'enthalpie libre d'une réaction (ici d'oxydation de métaux) en fonction de la  température et permet de choisir la température à laquelle les oxydes peuvent être réduits et surtout par qui ils peuvent être réduits.

On considère les réactions du type              Métal + O₂ → Oxyde métallique              l'enthalpie libre standard de la réaction est ΔG°
elle est obtenue par l'expression ΔG°(T) = ΔH° - TΔS°

L'approximation d'Ellingham consiste à supposer que ΔH° et ΔS° sont indépendants de la température (en dehors de tout changement de phase) et on utilise les valeurs à T = 298 K. Au dessus de la courbe ΔG° en fonction de T, on observe le métal (ou la forme la moins oxydée s'il s'agit d'un oxyde comme CO), en dessous, l'oxyde.

Si les domaines d'existence de deux espèces chimiques sont disjoints sur le diagramme (Ag et Cu par exemple), ces deux espèces chimiques réagissent. Ellingham propose qu'un oxyde est réduit par tout métal dont la droite sur un diagramme se situe au-dessous de la sienne : Cu réduit AgO ; CO réduit CuO ; Cr réduit CO2. Par contre, CO ne peut réduire Cr2O3 en Cr et donner CO2 puisque la courbe de l'équilibre  CO → CO2 est au dessus de celle de l'équilibre Cr → Cr2O3.

Les courbe proposées dans cette figure sont simples mais il existe des courbes de pente négative et des courbes avec des variations de pente (changement d'état), ...