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Critère d'évolution spontanée d'une réaction chimique : énergie libre de Gibbs

Transcription de la vidéo

alors dans cette vidéo on va essayer de parler de spontanéité et de la notamment de la spontanéité d'une réaction chimique est donc ce qui va être important tu vois c'est déjà de comprendre qu'est ce que ça veut dire qu'une réaction spontanée et en fait on va voir que c'est plus compliqué de tourner à l'impression s'affairent à intervenir en fait plusieurs grandeurs d'importance donc et on va essayer de détails et/ou fermement cette vidéo donc on va repartir là où on en était resté donc on sait que l'un la différence dental pis lors que lorsque la pression est constante je peux dire que c'est la chaleur ajoutée aux systèmes saas avec mon hypothèse 2 pression constante et donc là on va plutôt bas estimé qu' on est dans le domaine de la chimie est que cette hypothèse est globalement vérifiez donc on a le droit de noter ça comme ça donc maintenant si je prends une réaction par exemple je prends un + b qui est égal à ses plus de l'énergie ou plus de la chaleur c'est comme tu veux donc cette réaction comme elle rend de l'énergie à l'univers et bien je sais que c'est que le changement d'un tel pays de cette réaction est négatif et donc que c'est une réaction qui est exothermique donc ce que je sais c'est que cette réaction produit de la chaleur donc déjà ce que j'ai envie de penser pour cette réaction c'est qu'elle aura plutôt tendance à être spontanée tout simplement parce que j'ai pas besoin d'ajouter moi d'énergie il suffit que je mette ces deux élèves ces deux éléments ensemble pour avoir le produit certes on va voir qu'en fait c'est pas aussi simple que ça mais que globalement effectivement mon intuition est plutôt bonne et que sais tu es donc ce critère-là donnera plutôt une réaction spontanée alors l'autre cas c'est par exemple un + b + de l'énergie ou de la chaleur toujours pareil comme tu préfère me donne c'est donc là déjà ce que je sais c'est que si je n'apporte pas d'énergie bien il n'y a aucune chance que cette réaction se produise puisque l es12 thermique avec une différence dans ta piqué positive donc ando thermique sauf que là où c'est un peu plus compliqué ça tu vois c'est que en fait cette énergie c'est pas obligé d'être une énergie apportée par l'opérateur ça peut être une énergie que possède le système notamment sous forme de température par exemple puisqu'on sait que la température c'est une mesure macroscopique de l'énergie cinétique microscopiques donc si il y à une certaine température il y en a eu une parce qu'on n'est pas entravée par 0 calvin et bien l'énergie cinétique des particules peut des fois être suffisante pour rendre finalement toute cette réaction spontanée donc tu vois que ce critère exothermique endothermique ne suffit pas à décrire la spontanéité d'une réaction donc en fait il faut chercher d'autres grandeur qui pourrait nous aider à décrire tout ça alors donc déjà comme on vient de le dire la différence dans tel pays c'est important ça on en est sûr ensuite on vient de parler ensemble de température on voit que la température va être importante puisqu'en fait elle joue comme facteur d'énergie et aussi on ne voit que pour qu'une réaction ne se produise globalement une réaction c'est quoi c'est un échange d'électrons il ya des zélés des liaisons covalentes qui vont être cassé pour former deux donc globalement que c'est un échange électrons et que pour cet échange électrons il faut qu'il y ait contact il faut qu'il y ait un rapprochement des dépôts des particuliers à des molécules par non et que du coup ce rapprochement ne peut être fait que si les particules vous sont en mouvement déjà et si elles vont à une vitesse qui est adéquat et qui est propice donc à cet échange électrons donc on voit que la température va vraiment être quelque chose d'extrêmement important et enfin il ya une troisième grande heure à laquelle on pense peut-être pas spontanément mais qui elle aussi extrêmement importante et bien c'est la différence d'entropie parce qu'en effet si l'entropie global d'une réaction est positive eh bien ça la rend encore plus favorable parce qu'on sait que l'entropie ton toujours à augmenter et que du coup ça va être plus favorable al'inverse y en a une entropie deux réactions qui est négative donc on fait bien attention à l'entropie et de l'univers est toujours la différence par mon tropiques univers elle est toujours positive mais si la différence dans tropic ma réaction est négative ça veut dire que de ce côté là c'est un peu moins favorable ça veut dire si tu veux que mes produits auront monde est accessible que mai que mes réactif mais pour autant là encore ça ne peut pas décrire cette grandeur ne peux pas décrire à elle toute seule la spontanéité une réaction puisqu'en fait qu'on veut ce qu'on va avoir c'est que c'est vraiment une combinaison de ces trois grandeurs qui va me permettre de conclure si oui ou non une réaction est spontané est alors un petit point important tu vois quand on parle de spontanéité de spontanéité d'une réaction et bien il ne s'agit absolument pas de temps parce que tu vas défend il peut y avoir des réactions spontanées mais qui met des milliards d'années à se produire il n'empêche qu'elles sont spontanées et la seule chose qui ce qui se passe c'est qu'en fait on a l'impression qu'elle ne se passe pas parce que leur temps le temps qu'il faudrait pour qu'elle se passe est très long donc en fait la spontanéité là on est vraiment du point de vue de la thermodynamique et pas du tout de la cinétique et donc spontanéité ça veut dire que je n'ai que ce que lorsque les éléments vont être mis les uns avec les autres de même ils vont se mettre à réagir ensemble donc tu vois on ne parle pas dans combien de temps ils auront fini réagir ensemble ça monde s'en inquiète pas dans cette question ici donc on se souvient l'un qu'il s'agit de considérations thermodynamique donc je crois que là on a tout ce qu'il faut pour commencer un petit peu à réfléchir alors ce qu'on va faire en fait c'est qu'on va prendre deux exemples relativement simple et on va essayer d'illustrer donc le premier exemple on prend un cas où la différence dental pays est négatif donc si tu en as à ce qui donne une réaction exothermique et qui tend donc à aller vers la spontanéité et on prend une différence d'entropie qui est positive donc là aussi ça a l'air plutôt favorable puisque l'entreprise a toujours augmenté donc si je fais un dessin par exemple je vois que j'ai deux particules bleus comme sam on va en mettre une rouge ici et jaune on va faire comme sa une comme ça et une comme ça et donc ces deux particules ces deux molécules par noms vont réagir pour me donner donc par exemple une bleue ici et bleu tout seul et ensuite il va y avoir une rouge une on va mettre une jaune plutôt une jaune ici et là une comme ça et une comme ça donc la première chose qu'on remarque c'est que de deux entités je passe à 3 donc j'ai bien traduit mon hypothèse que le changement d'entre eux d'entropie par monde est positive et donc y être dans tout ça c'est pas fini je vais rajouter ici de l'énergie ou de la chaleur puisque lente alpi est négative donc si j'observe un petit peu cette situation je vois que du côté des produits c'est globalement plus stable que du côté des réactifs puisque j'ai pu rendre de l'énergie en les formant et en plus que j'ai créé des états accessible donc au niveau de l'entropie c'est également favorable donc là vraiment j'ai une forte intuition que cette réaction sera spontané ou l' intuition donc spontanée donc dans ce cas là je vois que c'est finalement assez simple je je je pense vraiment que ça va être spontané et en fait effectivement tu vois que toi aussi dupes en deçà et en fait on a tous les deux raison donc le deuxième cas qu'on peut prendre c'est par exemple avec un changement mental peut toujours négatif parce qu'on a vu globalement quand de l'entropie été positive c'était plus compliqué parce que c'était pas spontanée mais cette fois-ci l'entropie le changement l'entropie lui est positive et négative parle donc l'entropie diminue et là on voit que bon ben ça c'est plutôt défavorable sauf que lequel des deux va gagner est ce que ces ventes alpi qu'ils gagnent ou est-ce que c'est l'entropie gagne puisque de ce côté là du côté du changement dental pis c'est plutôt favorable est du côté du changement d'entropie c'est défavorable donc je refais un exemple donc par exemple je prends deux particules bleus comme ça est une particule rouge et ses deux particules réagi cet ensemble pour former une seule molécule constitué des deux particules rouge avec des deux parties publiques la particule rouge j'ai encore une fois non qui me ment plus de l'énergie et je vois que j'ai encore bien traduit mes hypothèses puisque en rendant de l'énergie jose jeudi bien que cette particule cette molécule décidément est plus stable que ces deux là et je vois que ici comme je passe de deux à deux entités à une j'ai diminué le nombre d'états accessible et donc j'ai bien effectivement diminué l'entropie ce qui me donne un changement l'entreprise négatif donc voilà j'essaie de réfléchir être comprendre ça va aller dans le cas de saint c'est ce que ça va être plutôt spontané ou est-ce que ça va pas se produire donc pour faire ça je voie viable comme j'ai dit je suis embêté parce que je peux pas choisir lequel de ces critères est le plus important a priori sont tous les deux importants donc il faut que j'ai introduit la notion de température donc dans le premier cas on va dire que la température est faible donc alors c'est compliqué parce que tu vois on ne sait pas faible ou grande devant quoi on va supposer donc allé suffisamment faible donc je sais que si ma température est faible ça veut dire que mon énergie cinétique elle aussi elle est faible mais attention elle est pas nul hein toute façon on n'est jamais à température mieux mais parce que si on est à température nul rien ne se passe tout est immobile et donc il ne peut pas y avoir de réaction donc on a une énergie cinétique est suffisamment grande pour que la particule bouge tout doucement et se rencontrent et suffisamment faible pour que lorsqu'elle se rencontrent et bien réalisé le temps de se rencontrer de se mettre dans les bonnes positions pour pouvoir échanger leurs électrons et créer de nouvelles liaisons donc je vois que j'ai envie de dire que dans ce domaine de température plutôt faible ça va être plutôt favorables à aller dans le sens de la réaction puisque je vais permettre à mme particules de se rencontrer dans les bonnes conditions en des conditions optimales pour réagir ensemble donc maintenant je prends le cas où la température elle est haute donc ça me donne une énergie cinétique qui elle aussi haute et donc ça fait que toutes mes particules ici tu n'es molécules devons nous bouger très très très vite donc si pour compliquer un petit peu parce qu'il n'ya pas que deux deux entités à chaque fois on imagine comme ça on a on est est bien le fait que ma température soit haute ça veut dire que tout ça bouge très vite comparable lui valent à lui valent à lui va comme ça lui va comme ça et lui aussi est lui aussi et c'est donc ce qu'on voit c'est qu'il va y avoir beaucoup plus de choc donc statistiquement parlant on aurait tendance à penser que ça va être favorable à la réaction sauf que attention j'ai bien dit pour faire une réaction c'est pas si facile que ça il faut que les molécules se rencontrent dans des configurations housse ou les changes d'électrons est favorable et donc on voit que si la température est vraiment trop grande donc suffisamment trop grande là encore on ne sait pas combien de trop grandes mais suffisamment grande ça va être défavorable ça va être plutôt des choses qui vont avoir tendance à détruire et donc je vois que si je me mets de ce côté là et bien détruire ça veut dire qu'on va plutôt avoir tendance à revenir à casser en fait c'est ces parties discutent et molécules en les deux autres molécules quatre sont là pour revenir à un état où l'entropie est favorable donc ou l'entropie a augmenté donc ce qu'on a envie de dire finalement au niveau de la température pour conclure c'est que quand la température et haute et bien c'est l'entropie qui domine alors que quand la température est faible et bien finalement celle enthalpie qui domine donc on voit que c'est vraiment un savant mélange de ces trois grandeurs qui va nous permettre de conclure donc là la réponse moi je la connais et en fait je vais essayer de te la faire deviner avec des petits des petits avec des petits indices et donc je vais essayer de la faire deviner donc ce que je te dis déjà c'est que la grandeur que je cherche il faut qu'elles soient négatives pour que la réaction soit spontanée donc ça aussi un critère voilà on a on a défini comme ça donc ce que je vois par rapport à la au changement dans tel pays c'est que si mon chéri mon mental pays est négatif eh bien on va vers une réaction spontanée donc mon tapis j'ai envie d'aller c'est comme ça je mets un plus devant tu vois ça me convient bien quand je pense maintenant changement d'entropie je vois que ce changement d'entropie celle inverse c'est à dire que quand il est positif ma réaction va être plutôt spontané et quand il est négatif je vois que ça va plutôt tendre à me donner une réaction qui n'est absolument pas spontanée donc je vais avoir envie de mettre - delta s sauf que dans tout ça il faut que j'ajoute ma température est ce qu'on a vu ici finalement c'est que ma température elle était fortement liée aux à l'entropie et que donc si ma température et grands l'entropie compte beaucoup et si la température est faible lente alpi compte beaucoup ce qui veut dire que l'entropie ne compte pas beaucoup donc une façon de traduire ça ça serait par exemple de faire ça de faire température fois changement d'entropie donc si je teste ma grandeur ici donc dans ce cas là je vois que ce terme on va écrire en deux couleurs donc par exemple on va dire qu'en bleu c'est le cas un donc le changement dans tel pays il est négatif le changement introduit il est positif donc finalement moins le genre de l'entropie hop ça devient négatif aussi et donc au final je trouve bien négatif et je retombe sur mon intuition que dans le cas bleus c'était spontané donc dans le cas de en fait on va on va différencier donc ici ça va être deux c'est le cas ici avec la température faible donc mon mental pillon changement un tel pied toujours négatif c'est à dire que mon mental pied à diminuer donc c'est toujours favorable ensuite mon changement d'entropie lui il a diminué aussi donc ça ça m'a l'air plutôt défavorable mais ma température est faible donc ça veut dire que tout ça ça amoindrit sa amoindri vraiment la contribution donc j'ai bien ici - quelque chose de négatif donc plus quelque chose de positif mais deux faiblement positif donc globalement ça va pas être assez grandes ce terme là pour contrebalancer celui là et ma réaction va rester négative ma part dont mam cette grande lessive est restée négative et globalement la tempe la réaction va se faire spontanément maintenant si je regarde le côté température grande ici ça n'a toujours pas changé ici j'ai toujours un changement d'entropie négatifs sauf que c'est pas si la température elle compte beaucoup donc elles amplifient ce terme donc finalement quand je vais passer le moins ça devient positif et donc j'ajoute un ici un terme positif qui devient plus grand que celui là donc en fait d'ailleurs une façon peut-être plus simple d'écrire fin ça serait de dire que l'asi ternat il est globalement plus grand que celui là alors que dans le cas précédent ça c'était dans ce sens ça donc je vois que dans ce cas là eh bien ça va pas aller je tombe je tombe dans le cas où ça devient positif et donc la réaction ne se fait pas elle n'est pas spontané et donc jeu se fait plutôt dans l'autre sens on fait donc en fait je vois que cette variable mais en fait elle me satisfait complètement donc c'est une variable qu'on va appeler la delta j'ai donc la variation 2g et j'ai en fait c'est l'énergie de gips donc tu vois c'est pour ça j'ai de gips ça s'est fait comme ça et nous on l'appelle surtout lente lp libre alors tu verras aux synergies de glisse mais c'est globalement moins utilisé est donc cette enthalpie libre eh bien elle est super pratique elle se définit comme date âgées égale telle tâche - et data est donc la variation dans tel pays libre et égal à la variation enthalpie - la température faut la variation d'entropie et elle te définis ci est enfin elle te permet de calculer plus tôt si une réaction spontanée ou pas à savoir qu'une réaction spontanée lorsque son enthalpie libre où son changement plutôt mental pénible et négatifs