Leçons de niveau 14

Thermodynamique chimique/Exercices/Sublimation du phosphore

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Sublimation du phosphore
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Exercices no2
Leçon : Thermodynamique chimique

Exercices de niveau 14.

Exo préc. :Lois de la thermochimie
Exo suiv. :Préparation du dihydrogène par reformage du méthane
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Thermodynamique chimique/Exercices/Sublimation du phosphore
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Exercice 1[modifier | modifier le wikicode]

Données :

  • Constante des gaz parfaits : R = 8, 314 J.mol-1.K -1
  • Numéros atomiques : ZP = 15 ; ZCl = 17
  • Enthalpies de formation standard ∆f H0 et entropie standard S0 à 298 K :
corps f H0 (kJ.mol-1) S0 (J.K-1.mol-1)
P (s) (blanc) 0 58,9
P (s) (rouge) -17,56 22,8
P4 (g) 22,8 279,9

1. Il existe deux formes du phosphore solide : le phosphore rouge et le phosphore blanc (très toxique).

a. Calculer μ°P(s) (blanc) − μ°P (s) (rouge) à 298 K .
b. En conclure que l’on fait, dans le cas du phosphore, une exception pour le choix de l'état standard de référence.

2. Par chauffage, le phosphore rouge se sublime en phosphore gazeux de formule P4 :

4     P (s) (rouge)     =     P4   (g)
a. Exprimer l'enthalpie libre standard de cette réaction en fonction de la température T en faisant l'approximation d'Ellingham. On donnera le résultat sous forme d'une fonction de T avec des coefficients numériques.
b. En déduire une expression de la pression de la vapeur de phosphore à l'équilibre en fonction de T.
c. Pour quelle température la pression de vapeur du phosphore à l'équilibre est-elle égale à 1 bar ?