Exercice : Décomposition thermique de la vapeur d'eau
On considère la réaction de décomposition de la vapeur d'eau, à haute température :
On donne l'enthalpie libre standard à 25°C (enthalpie libre de formation à 25°C), l'enthalpie standard à 25°C (enthalpie de formation à 25°C) et la capacité calorifique standard (valeur moyenne entre 25°C et 1000°C), pour chaque corps pur
\(\mu^{(std)}\) (25°C), J/mol | \(h^{(std)}\) (25°C), J/mol | \(c_p^{(std)}\), J/mol/K | |
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\(\textrm{H}_2\) | 0 | 0 | 29 |
\(\textrm{O}_2\) | 0 | 0 | 29 |
\(\textrm{H}_2\textrm{O}\) | -228590 | -241810 | 37 |
On rappelle que l'enthalpie libre standard à la température \(T\) se calcule, en fonction des propriétés à la température \(T_0\), par :
On part d'une mole de vapeur d'eau, que l'on porte à 1000 K sous une pression de 1 bar.
Question
Calculez la composition du système à l'équilibre.
Indice
Il faut :
écrire la loi d'action de masse
exprimer les fugacités[1] en fonction de l'état de la matière
calculer la constante d'équilibre
exprimer les fractions molaires[2] dans le mélange réactionnel en fonction de l'avancement de la réaction
résoudre l'équation ainsi obtenue
Il vous est conseillé de ne pas trop chercher, et de rapidement lire la solution proposée....