NT UE1 - n°1

Atomistique

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12 septembre 2023

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Yassamine ZEMMIRI L2 pharma - Alexandre Cires L3 pharma

Marc Bonifay P2 - Anne-So Ciccolini P2

Alix Jouany O4

Pénélope Vignette D1 - Claire Teillerie D1 - Hugo Rendu D1

Zyeneb Harizi L2 sage-femme

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Papy Cicco - Très ancien

L’ATOME

Jouons avec les constituants de la matière

Les cristaux et les molécules

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Les hadrons

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Les baryons

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Les fermions

Les mésons

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Les atomes

​

Les leptons

​

Les noyaux

​

Les quarks

​

Nous avons des dimensions variables, une énergie de dissociation de 1eV.

Nous mesurons environ 10^-10m et notre énergie dissociation vaut de 10 à 10⁴ eV.

Nous mesurons 10^-15m et nous sommes formés de nucléons.

Nous mesurons 10^-15m avec une énergie de dissociation de 10⁹ eV). Nous comprenons les mésons et les baryons.

Nous sommes formés de 2 quarks.

Nous sommes formés de 3 quarks.

Nous sommes des particules élémentaires de 10^-18m.

Nous sommes des électrons ou des neutrinos ou des muons.

Nous avons 6 types différents.

Jouons avec les constituants de la matière

Les cristaux et les molécules

​

Les hadrons

​

Les baryons

​

Les fermions

Les mésons

​

Les atomes

​

Les leptons

​

Les noyaux

​

Les quarks

​

Nous avons des dimensions variables, une énergie de dissociation de 1eV soit 1,60218 x 10^-19 Joules.

Nous mesurons environ 10^-10m et notre énergie dissociation vaut de 10 à 10⁴ eV.

Nous mesurons 10^-15m et nous sommes formés de nucléons.

Nous mesurons 10^-15m avec une énergie de dissociation de 10⁹ eV. Nous comprenons les mésons et les baryons.

Nous sommes formés de 2 quarks.

Nous sommes formés de 3 quarks.

Nous sommes des particules élémentaires de 10^-18m.

Nous sommes des électrons ou des neutrinos ou des muons.

Nous avons 6 types différents.

Jouons avec les constituants de la matière

Les cristaux et les molécules

​

Les hadrons

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Les baryons

​

Les fermions

Les mésons

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Les atomes

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Les leptons

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Les noyaux

​

Les quarks

​

Nous avons des dimensions variables, une énergie de dissociation de 1eV.

Nous mesurons environ 10^-10m et notre énergie dissociation vaut de 10 à 10⁴ eV.

Nous mesurons 10^-15m et nous sommes formés de nucléons.

Nous mesurons 10^-15m avec une énergie de dissociation de 10⁹ eV. Nous comprenons les mésons et les baryons.

Nous sommes formés de 2 quarks.

Nous sommes formés de 3 quarks.

Nous sommes des particules élémentaires de 10^-18m.

Nous sommes des électrons ou des neutrinos ou des muons.

Nous avons 6 types différents.

Jouons avec les constituants de la matière

Les cristaux et les molécules

​

Les hadrons

​

Les baryons

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Les fermions

Les mésons

​

Les atomes

​

Les leptons

​

Les noyaux

​

Les quarks

​

Nous avons des dimensions variables, une énergie de dissociation de 1eV.

Nous mesurons environ 10^-10m et notre énergie dissociation vaut de 10 à 10⁴ eV.

Nous mesurons 10^-15m et nous sommes formés de nucléons.

Nous mesurons 10^-15m avec une énergie de dissociation de 10⁹ eV. Nous comprenons les mésons et les baryons.

Nous sommes formés de 2 quarks.

Nous sommes formés de 3 quarks.

Nous sommes des particules élémentaires de 10^-18m.

Nous sommes des électrons ou des neutrinos ou des muons.

Nous avons 6 types différents.

Jouons avec les constituants de la matière

Jouons avec les constituants de la matière

Importance relative = force de l’interaction par rapport à l’interaction nucléaire forte qui vaut 1.

Sujet annale 2017 x 2018

1. Le nombre de protons caractérise un élément chimique.

​

• Les niveaux d’énergie des électrons sont des caractéristiques de l’atome considéré.

• Le nombre total de nucléons correspond au nombre de charges électriques positives contenues dans le noyau.

​

• Les électrons sont maintenus autour du noyau par des forces de liaisons électrostatiques.

​

• Le nombre de neutrons caractérise l’isotope d’un élément chimique.

​

Sujet annale 2017 x 2018

• Le nombre de protons caractérise un élément chimique.

VRAI : le nombre de protons offre des propriétés chimiques bien définies à chaque noyau

Noyau = _____ = _____ + ______

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Cortège électronique = ______

Sujet annale 2017 x 2018

Noyau = nucléons = proton + neutrons

​

Cortège électronique = électrons

• Le nombre de protons caractérise un élément chimique.

VRAI : le nombre de protons offre des propriétés chimiques bien définies à chaque noyau

Sujet annale 2017 x 2018

?

?

?

• Le nombre de protons caractérise un élément chimique.

VRAI : le nombre de protons offre des propriétés chimiques bien définies à chaque noyau

Sujet annale 2017 x 2018

Donc, Z caractérise l’atome ⇒ le représentant de la charge électrique du noyau

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Le noyau = l’essentiel de la masse de l’atome = partie trèèèèès importante

Le noyau = le cerveau de l’atome

• Le nombre de protons caractérise un élément chimique.

VRAI : le nombre de protons offre des propriétés chimiques bien définies à chaque noyau

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Les niveaux d’énergie des électrons sont des caractéristiques de l’atome considéré.

​

VRAI ⇒ pourquoi ???

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Les niveaux d’énergie des électrons sont des caractéristiques de l’atome considéré.

​

VRAI

cortège électronique = des couches

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les couches = comme des niveaux dans un ascenseur

⇒ étage 1, étage 2, étage 3

⇒ pas étage 1 et ½ , étage ⅔ …

​

les couches se sont des ascenceurs spécifiques à chaque atome

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⇒ les électrons changent d’étage quand ils sont excités / ont un surplus d’énergie

⇒ les étages auxquels les électrons peuvent aller sont caractéristiques d’un atome

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Sujet annale 2017 x 2018

​

• Le nombre total de nucléons correspond au nombre de charges électriques positives contenues dans le noyau.

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FAUX : les nucléons = neutrons (neutre/pas de charge) + les protons

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Les électrons sont maintenus autour du noyau par des forces de liaisons électrostatiques.

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VRAI :

À retenir +++++ ⇒ ces liaisons sont faibles !!!!

​

• énergie équivalente à la masse d’un électron = ____
• énergie équivalente à la masse d’un proton = ____

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Les électrons sont maintenus autour du noyau par des forces de liaisons électrostatiques.

​

VRAI :

À retenir +++++ ⇒ ces liaisons sont faibles !!!!

​

• énergie équivalente à la masse d’un électron = 0,51 MeV
• énergie équivalente à la masse d’un proton = 931 MeV

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1800 fois + faible

/!\ chiffres et unités à connaître par <3

Sujet annale 2017 x 2018

Concrètement

si on sépare des électrons

si on sépare des atomes

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Le nombre de neutrons caractérise l’isotope d’un élément chimique.

​

VRAI :

Les ______ = caractérisent un élément chimique

Les niveaux d’énergie des ____ = caractérisent l’atome

​

Le nombre de ____ = caractérise l’isotope

​

​

Sujet annale 2017 x 2018

​

• Le nombre de neutrons caractérise l’isotope d’un élément chimique.

​

VRAI :

Les protons = caractérisent un élément chimique

Les niveaux d’énergie des électrons = caractérisent l’atome

​

Le nombre de neutrons = caractérise l’isotope

​

​

Tant que le nombre de protons ne change pas,

⇒ un même élément chimique peut être constitué de noyaux qui diffèrent entre eux par le nombre de neutrons

​

​

Sujet annale 2017 x 2018

​

Tant que le nombre de protons ne change pas,

⇒ un même élément chimique peut être constitué de noyaux qui diffèrent entre eux par le nombre de neutrons

Ce sont alors des ISOTOPES

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Exemple :

= protium ⇒ A = 0 neutron

= deutérium ⇒ A = 1 neutron

= tritium ⇒ A = 2 neutrons

Z = 1 proton

STABLES

RADIOACTIF

/!\ tous les isotopes ne sont pas radioactifs

LES ORBITALES

QCM de mise en jambe

QCM de mise en jambe

Parmi les proposition suivantes, laquelle ou lesquelles est ou sont exacte(s) ?

A. Selon la règle de Hund, lorsque plusieurs orbitales d'énergie différente sont libres, les électrons en occupent le plus grand nombre.

​

B. Le principe de Pauli implique qu'il ne peut y avoir que 2 électrons par orbitale.

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C. Les orbitales D sont toutes de même énergie, sauf en cas d'une levée de dégénérescence.

​

D. La formation d'orbitales moléculaires implique un gain énergétique, les atomes auront donc une énergie plus importante qu'à leur état initial.

​

E. Sachant que la configuration électronique de l'atome de bore (B) à l'état fondamental est 1s² 2s² 2p¹, les orbitales atomiques de cet atome nécessitent une hybridation sp³ pour constituer la molécule de borane (BH₃).

Règle de Hund

1. FAUX : Les orbitales doivent être libres et de MÊME énergie !!!

Règle de Hund :

Lorsque plusieurs orbitales de même énergie sont libres, les électrons en occupent le plus grand nombre

Exemple : placer 5 électrons

S

P

S et P n’ont pas la même énergie, pas possible !!

Règle de Hund

• FAUX : Les orbitales doivent être libres et de MÊME énergie !!!

Règle de Hund :

Lorsque plusieurs orbitales de même énergie sont libres, les électrons en occupent le plus grand nombre

Exemple : placer 5 électrons

P

Les trois orbitales P sont de même énergie, possible !

Règle de Hund

A. FAUX : Les orbitales doivent être libres et de MÊME énergie !!!

De toute façon il faut regarder la configuration électronique :

​

Exemple : 1s² 2s² 2p⁵ → Les 5 électrons vont forcément dans les orbitales P

Principe de Pauli

B. VRAI : Entre 1 et 2 électrons par orbitales !

Principe de Pauli :

Dans un atome ou un ion, deux électrons ne peuvent PAS posséder les 4 mêmes nombres quantiques (n, m, l, s)

s

nombre quantique de spin

prend la valeur +½ OU -½

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→ définit l’orientation de l’électron dans le champ magnétique

RAPPEL

Conséquence :

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Comme le nombre quantique de spin (s) ne peut prendre que 2 valeurs, il ne peut y avoir que 2 électrons sur une même orbitale (de valeur de spin opposée)

Impossible car 2 électrons ont une même valeur de spin (+½)

Levée de dégénérescence

C. VRAI : Attention, la P ne peut pas subir de levée de dégénérescence

Là les orbitales D sont dégénérées (même énergie)

2 niveaux d’énergie différents

L'interaction avec un champ magnétique ou électrique provoque la levée de dégénérescence

Gain énergétique

D. FAUUUUUUUUUUX !!!!!!!!!!

rare image de P1 arrivant devant les cours d’orbitales

Gain énergétique

La liaison entre deux atomes est possible si le choc est EFFICACE

Tout système énergétique tend vers la STABILITÉ soit l’énergie la plus BASSE

Il faut donc un GAIN énergétique pour avoir une combinaison de 2 OA en 2 OM

Il faut donc un GAIN énergétique pour avoir une combinaison de 2 OA en 2 OM

Gain énergétique

D. FAUUUUUUUUUUX !!!!!!!!!!

Ici, le gain énergétique est un gain QUALITATIF !!!!

​

Les atomes NE GAGNENT PAS réellement d’énergie (au contraire), il y a une modification de leur quantité d’énergie qui leur est favorable, d’où le terme de GAIN

A SAVOIR ++++ :

Au plus l’énergie d’un système est BASSE, au plus le-dit système est STABLE

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

RAPPEL : Quel est le type de liaison entre les atomes au sein des molécules ?

• Les atomes sont liés entre eux par des liaisons COVALENTES
• C’est un partage d’électron : chacun va apporter le sien, et le mettre en commun

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

Ici, la molécule est le BH₃ :

• 3 atomes d’hydrogène
• 3 liaisons covalentes

​

• B doit disposer de 3 e- libres pour faire ses liaisons

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

Configuration électronique de B : 1s² 2s² 2p¹

S

P

PROBLÈME !!

Il n’y a qu’1 électron de libre

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

Configuration électronique de B : 1s² 2s² 2p¹

S

P

SOLUTION !!

On hybride l’orbitale S et 2 orbitales P

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

Configuration électronique de B : 1s² 2s² 2p¹

SOLUTION !!

On hybride l’orbitale S et 2 orbitales P

Orbitale S de départ

Les 2 orbitales P hybridées

Orbitale p restante, non hybridée

Hybridation

E. FAUX : ce n’est pas une hybridation sp³ attention !

hybridation : sp2

Orbitale S de départ

Les 2 orbitales P hybridées

On retrouve bien nos 3 électrons libres sur des orbitales de MÊME ÉNERGIE pour former les 3 liaisons covalentes

QCM

Parmi les propositions suivantes, laquelle ou lesquelles est ou sont exacte(s) ?

1. La molécule BeH₂, (Be de configuration Z=4) est hybridé sp avec un angle entre les liaisons de 180° : c’est une molécule plane.

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• La molécule BH₃, (B de configuration Z=5) est hybridé sp² avec un angle entre les liaisons de 120° : c’est une molécule plane.

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• La molécule de méthane CH₄, (C de configuration Z=6) est hybridé sp³ avec un angle entre les liaisons de 109° : c’est une molécule tétraédrique.

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• La molécule de l’ammoniac NH₃, (N de configuration Z=7) est hybridé sp³ avec un angle entre les liaisons de 109° : c’est une molécule tétraédrique.

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• La molécule de l’eau H₂O, (O de configuration Z=8) est hybridé sp³ avec un angle entre les liaisons de 109° : c’est une molécule linéaire.

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QCM

1. FAUX, elle est LINÉAIRE

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QCM

B. VRAI

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QCM

C. VRAI

QCM

D. FAUX, avec un angle entre les liaisons de 107° car il existe un doublet non liant qui transforme la conformation spatiale

QCM

E. DOUBLEMENT FAUX, avec un angle entre les liaisons de 104° : c’est une molécule tétraédrique.

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Molécules polyatomiques

QUIZZ Complexes métalliques

QUIZZ Complexes métalliques

1. Les électrons engagés dans les liaisons d'un complexe métallique proviennent exclusivement de ligands.

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• Dans un complexe métallique, l'atome central et les ligands sont liés entre eux par des liaisons covalentes.

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• Dans les complexes métalliques certains ligands sont dits à champ fort.

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• Dans un complexe de la forme [MX₆] où X est un ligand à champ fort, et [MXY] où Y est un ligand à champ faible, le métal M de configuration électronique 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ confère aux complexes formés un spin S différent selon le ligand considéré.

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• La géométrie du complexe métallique [Ni(Cl)₄]^2- est plan-carré car le Nickel présente une hybridation dsp².

Parmi les propositions suivantes, laquelle ou lesquelles est ou sont exacte(s) ?

Liaison complexe métallique

Contrairement aux liaisons …, il y a toujours un … et un … d’une paire d’électrons dans une liaison de coordination.

�Le … est toujours accepteur du doublet électronique, alors que le …. est toujours le donneur.

CONCERNANT LES ITEMS A ET B :

Liaison complexe métallique

Contrairement aux liaisons COVALENTES, il y a toujours un ACCEPTEUR et un DONNEUR d’une PAIRE d’électrons dans une liaison de coordination.

�Le MÉTAL est toujours accepteur du doublet électronique, alors que le LIGAND est toujours le donneur.

CONCERNANT LES ITEMS A ET B :

METAL

LIGAND

Liaison complexe métallique : RECAP

La liaison de coordination se forme entre un atome DONNEUR et un atome ACCEPTEUR

• DONNEUR : possède sur sa couche de valence un doublet électronique libre qu’il fournit à l’accepteur pour former la liaison

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• ACCEPTEUR : reçoit le doublet dans une orbitale libre située sur sa couche de valence

donneur

accepteur

Le métal est TOUJOURS accepteur

​

Le ligand est TOUJOURS donneur, il apporte les 2 électrons (issus d’un doublet non liant) pour faire la liaison

Il n’y a PAS d’ECHANGE d’électrons, ce n’est PAS une LIAISON COVALENTE

Liaison complexe métallique

A. VRAI : Le métal est accepteur !

B. FAUX : Ce sont des liaisons de coordination.

Ligands

C. VRAI : Il existe des ligands à champ fort et à champ faible.

Ligands à champ FORT

Ligands à champ FAIBLE

Ligands

C. VRAI : Il existe des ligands à champ fort et à champ faible.

Ligands à champ FORT

Ligands à champ FAIBLE

Iodure (I^-)

Bromure (Br^-)

Chlorure (Cl^-)

Fluorure (F^-)

OH^-

Ammoniac (NH₃)

NO₂^-

Cyanure (CN^-)

CO

H₂O

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Configuration électronique du métal : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³

Entre d1 et d3 INCLUS, la force du ligand n’influe pas sur le spin total !!!

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Rappel : à l’approche d’un ligand, les orbitales d du métal subissent une levée de dégénérescence

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Rappel : Les électrons vont donc migrer sur deux niveaux d’énergie distincts.

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Avoir une configuration entre d1 et d3 = avoir entre 1 et 3 électrons sur les orbitales d

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Après la levée de dégénérescence :

1 électron (d1)

2 électrons (d2)

3 électrons (d3)

Force des ligands et spin

D. FAUX : Attention à la configuration.

Peu importe la FORCE DU LIGAND, les électrons ne peuvent aller qu’en dε

1 électron (d1)

2 électrons (d2)

3 électrons (d3)

Hybridatiooooon

E. FAUX : Apprenez le par coeur pour aller vite, mais le comprendre n’est pas plus mal.

Comment fait-on pour connaître l’hybridation du complexe ?????

Hybridatiooooon

Configuration électronique du Nickel : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸

1ère étape : Trouver la configuration électronique du Nickel pour connaître le nombre d’électrons dans la dernière sous-couche (3d)

Il y a donc 8 électrons dans la sous-couche 3d.

Orbitales 3d dégénérées

Hybridatiooooon

2ème étape : Placer les électrons APRÈS la levée de dégénérescence

• Commencer par se rappeler la force du ligand (Cl-)

• Mnémo : Igor broute Clara Follement aux Hanches

• Clara = Chlorure (Cl-) = ligand à champ faible

Qui dit ligand à champ faible, dit FAIBLE LEVÉE DE DÉGÉNÉRESCENCE !!

IGOR

CLARA

Hybridatiooooon

2ème étape : Placer les électrons APRÈS la levée de dégénérescence

Différence d’énergie entre les 2 niveaux faibles

Les e- vont monter sur le niveau d𝛾 selon la règle de Hund

d𝛾

dε

Hybridatiooooon

3ème étape : Récupérer le nombre d’orbitales qu’il faut au niveau des couches plus élevées (principe de la coexistence)

Hybridatiooooon

4ème étape : Trouver le type d’hybridation.

• 1 orbitale 4s
• 3 orbitales 4p

​

→ 4 orbitales sp³

Les 4 orbitales hybridées étant de MÊME énergie, elles peuvent se lier aux ligands

Hybridatiooooon

5ème étape : Regarder l’hybridation correspondant à sp³

Hybridatiooooon

6ème étape : Répondre FAUX à l’item car non seulement ce n’est pas la bonne hybridation, mais ce n’est pas non plus la bonne géométrie !!!

Complexes métalliques = se faire des fiches récap

THERMODYNAMIQUE

A. Notions de base.

Pour un maximum de fun,rejoignez le Wooclap afin de répondre à nos superbes QCMs :) :

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A. Notions de base.

Cochez la ou les proposition(s) exacte(s):

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1. L'enthalpie est l'énergie utilisable à pression constante.

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• L'entropie caractérise l'ordre du système.

​

• Un système fermé présente des échanges de matière avec l'extérieur.

​

• À 0K (soit le zéro absolu), l'enthalpie est égale à 0.

​

• Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

A. Notions de base.

CORRECTION :

​

​

A. Notions de base.

​

A. FAUX : L'enthalpie est l'énergie TOTALE à pression constante.

​

​

A. Notions de base.

​

A. FAUX : L'enthalpie est l'énergie TOTALE à pression constante.

​

​

Mais, c’est quoi la différence entre énergie totale et utilisable?

A. Notions de base.

​

A. FAUX : L'enthalpie est l'énergie TOTALE à pression constante.

​

​

Mais, c’est quoi la différence entre énergie totale et utilisable?

C’est comme dans un jeux :

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​

​

A. Notions de base.

​

A. FAUX : L'enthalpie est l'énergie TOTALE à pression constante.

​

​

Mais, c’est quoi la différence entre énergie totale et utilisable?

A. Notions de base.

​

A. FAUX : L'enthalpie est l'énergie TOTALE à pression constante.

​

​

A. Notions de base.

​

B. VRAI : L'entropie caractérise l'ordre du système.

​

​

​

A. Notions de base.

​

B. VRAI : L'entropie caractérise l'ordre du système.

​

​

​

Un microétat, c’est UN arrangement particulier des particules :

avec - de microétat, on aura alors + d’ordre.

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A. Notions de base.

​

B. VRAI : L'entropie caractérise l'ordre du système.

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+ On aura de température et + il y aura de microétats

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C’est un peu comme une discothèque, s’il fait très chaud tous le monde sera excité

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

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​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

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​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

​

​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

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​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

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​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

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​

A. Notions de base.

C. FAUX : Un système fermé ne présente pas d’échange de matière avec l'extérieur mais des échanges d’énergie.

​

​

​

A. Notions de base.

D. FAUX : à 0K (soit le zéro absolu), l'ENTROPIE est égale à 0.

​

Quelle est la formule pour l’Entropie S ?

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​

A. Notions de base.

D. FAUX : à 0K (soit le zéro absolu), l'ENTROPIE est égale à 0.

​

Quelle est la formule pour L’entropie S ?

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​

Au zéro absolu, on a qu’un microétat donc ln(1)=0

S = k.ln𝝮

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

Mnemo : Un EX c’est toujours négatif :)

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

Mnemo : Un EX c’est toujours négatif :)

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

Mnemo : Un EX c’est toujours négatif :)

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

On peut avoir un exemple de réactions exothermiques / endothermiques ouuuu?

Le feu ça brûle donc ça libère de la chaleur

On doit chauffer notre potit glaçon pour qu’il fonde donc on lui apporte de l’énergie (H>0)

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

Une transformation d’enthalpie libre va se faire spontanément ou non Qu’est-ce que ça veut dire quoi concrètement ?

A. Notions de base.

E. Lorsque l'enthalpie libre est négative, on parle alors de transformation exergonique.

Une transformation d’enthalpie libre va se faire spontanément ou non mais ça veut dire quoi concrètement ?

Si on n’a pas besoin d’énergie pour faire une transformation dG <0, alors la transformation sera spontanée

​

En revanche dG >0, alors la transformation aura besoin d'énergie car l’état final sera plus grand donc non SPONTANÉE car on doit ajouter de l’énergie pour que la réaction se fasse

​

​

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Kendrick meilleur artiste

​

Les conditions des réactions

​

​

B. Les conditions des réactions

1. Lors d’une réaction isobare, la pression qui est une grandeur intensive reste constante.

​

• Dans un système fermé, le passage de l’état initial à l’état final implique la perte d’énergie du système cédée à l’extérieur, entraînant une variation des fonctions d’États tel que ΔF final< ΔF initial.

​

• Une condition adiabatique implique l’absence d’échange de chaleur W.

​

• La variation d’énergie interne à pression constante nous permet de définir l'Enthalpie.

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• Un état d’équilibre chimique est caractérisé à l’échelle microscopique comme un état parfait, idéal, à échange égal d’énergie.

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Cochez la ou les proposition(s) exacte(s):

B. Les conditions des réactions

A. VRAI : Lors d’une réaction isobare, la pression qui est une grandeur intensive reste constante.

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• grandeur INtensive = grandeur INdépendante de la quantité de matière

( ma grosse tête ne subit pas plus de pression que vos adorables petites bouilles ).

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Les paramètres intensifs sont reliés à un RÉFÉRENTIEL, sans lequel on ne peut les déterminer.

​

Les paramètres extensifs dépendent de la quantité de matière ( masse, longueur FONCTIONS D’ÉTATS… )

• Isobare → pression constante.

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B. Les conditions des réactions

B. FAUX : Dans un système fermé, le passage de l’état initial à l’état final implique la perte d’énergie du système cédée à l’extérieur, entraînant une variation des fonctions d’États tel que ΔF final< ΔF initial.

​

ATTENTION !!!

​

un système fermé implique que l’état initial et final se CONFONDENT, soit ΔF = 0

​

Ainsi aucune variation des Fonctions d’états n’a lieu lorsque l’on parle d’un système fermé.

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​

Les conditions des réactions

�C. FAUX : Une condition adiabatique implique l’absence d’échange de chaleur W.

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dT = 0

dV = 0

​

dP = 0

​

dQ = 0

​

​

​

​

Une condition adiabatique implique l’absence de chaleur (notée Q)

​

Pour rappel W est le travail.

​

Ces deux composants de l’énergie chimique sont INDISPENSABLES pour étudier un système.

Les conditions des réactions

D.VRAI : La variation d’énergie interne à pression constante nous permet de définir l'Enthalpie.

​

​

​

• L’Enthalpie est une fonction d’état ( H ), elle est définie à partir de l’énergie interne U, de la pression et du volume.

1er principe de thermooooo

​

fonctions d’état

ΔU = ΔH - PV

​

​

variables d’état

Les conditions des réactions

E. FAUX : Un état d’équilibre chimique est caractérisé à l’échelle microscopique comme un état parfait, idéal, à échange égal d’énergie.

​

l’état micro qui se dandine comme tata nicole.

• Un équilibre chimique se caractérise à l’échelle macro comme l’arrêt de la réaction → C = cste .

• Toutes les variations possibles seront comme constantes à l’échelle de l’observateur, c’est l’équilibre apparent.

• CEPENDANT ce n’est qu’un aperçu, à l’échelle microscopique, le système est en constant remaniement en quête d’une baisse d’énergie.

Les principes de thermodynamique

​

​

Les principes de thermodynamique

1. Selon le 1er principe de thermodynamique, l’enthalpie standard de formation des corps simples est nulle. Donc l’enthalpie de réaction du CO₂ est égale à son enthalpie de formation.

​

• Une réaction endothermique témoigne que ΔHr > 0, le système nécessite plus d’énergie et absorbe donc la chaleur.

​

• Selon le 2ème principe de thermodynamique, l’enthalpie libre nous informe sur la faisabilité d’une réaction. Ainsi une réaction exergonique sera forcément spontanée.

​

• si ΔH < 0 et ΔS < 0, alors la transformation sera spontanée à une température inférieure à celle annulant ΔH-TΔS.

​

• Au zéro absolu, Ω = 0, l’ordre est parfait.

Cochez la ou les proposition(s) exacte(s):

Les principes de thermodynamique

A. VRAI : Selon le 1er principe de thermodynamique, l’enthalpie standard de formation des corps simples est nulle. Donc l’enthalpie de réaction du CO₂ est égale à son enthalpie de formation.

​

• Le premier principe de thermodynamique nous permet de définir l’enthalpie H, tel que H = U + PV.

• L’enthalpie de réaction est indispensable pour l’étude des réactions chimiques.

​

​

​

• L’enthalpie de formation est propre à chaque composé.

• L’enthalpie de formation des corps simples est TOUJOURS nulle !

​

​

Les principes de thermodynamique

B. VRAI : Une réaction endothermique témoigne que ΔHr > 0, le système nécessite plus d’énergie et absorbe donc la chaleur.

​

Une réaction endothermique témoigne d’un équilibre déplacé entre les produits et les réactifs :

​

réactifs produits

​

La réaction n’est pas favorable, car demande une énergie supplémentaire pour avoir lieu.

​

L’énergie nécessaire sera apportée par l’absorption de Chaleur !

Les principes de thermodynamique

C. VRAI : Selon le 2ème principe de thermodynamique, l’enthalpie libre nous informe sur la faisabilité d’une réaction. Ainsi une réaction exergonique sera forcément spontanée.

​

Le 2ème principe de thermo apporte avec lui une nouvelle fonction d’état :

l’enthalpie libre G.

​

​

ΔG = ΔH - TΔS

S désigne l’entropie, c’est à dire le désordre du système.

​

L’entropie est définie à partir des micro-états du système (Ω), au plus il y en a, au plus le système est excité, désordonné.

​

S = k. LnΩ

enthalpie

Les principes de thermodynamique

C. VRAI : Selon le 2ème principe de thermodynamique, l’enthalpie libre nous informe sur la faisabilité d’une réaction. Ainsi une réaction exergonique sera forcément spontanée.

​

Les principes de thermodynamique

C. VRAI : Selon le 2ème principe de thermodynamique, l’enthalpie libre nous informe sur la faisabilité d’une réaction. Ainsi une réaction exergonique sera forcément spontanée.

​

Donc l’affirmation est vraie !!

​

​

Les principes de thermodynamique

D. VRAI : Si ΔH < 0 et ΔS < 0, alors la transformation sera spontanée à une température inférieure à celle annulant ΔH-TΔS.

​

Pour les flemmards :

​

• quand H et S de signe différent, G est en accord avec H.

H <0 et G<0

​

• quand de signe identique, dépend de la température, et suit le signe de S et de H.

💅 Pour les vrais ptits génies 💅 :

​

​

​

La loi DE VAN’T HOFF bb

​

si vous me chauffez je fais la démo sinon cf au camp flemmard dont je suis le représentant.

Les principes de thermodynamique

E. FAUX : Au zéro absolu, Ω = 0, l’ordre est parfait.

​

​

• Le 3ème principe de thermodynamique nous introduit le ZÉRO ABSOLU.

• T = 0 K = -273°C.

• À cette température, l’entropie des corps est tout simplement NULLE S = 0, rien ne peut se désordonner, tout est figé.

• Nous avons donc un seul et unique micro-état, noté Ω.

​

​

au zéro absolu, Ω = 1

1. Lors d’une transformation irréversible, le système passe de Ei à Ef par une infinité d’états intermédiaires infiniment peu différents d’états d’équilibre successifs.

​

• Pendant une transformation réversible, l’enthalpie est égale au travail.

​

• Un système est à l’équilibre thermodynamique si les variables d’état du système sont constantes dans le temps à l’échelle de l’observateur et uniformes dans toute partie homogène du système.

​

• Selon la loi de Joules, l'énergie interne ne dépend que de sa Température.

​

• Lors d’une transformation avec ΔH>0 et ΔS<0, la transformation sera endothermique et spontanée.

Cochez la ou les proposition(s) exacte(s):

Réversibilité des transformations.

​

A. FAUX : C’est lors d’une transformation réversible.

​

Le système va passer d’un point A à un point B par BEAUCOUP d’étapes intermédiaires donc on aura un retour possible.

​

​

​

​

Réversible Passe par Une infinité d’étapes intermédiaires

​

​

Irréversible Contraire donc RAAAAPIDE !!!!

Réversibilité des transformations.

​

A. FAUX : C’est lors d’une transformation réversible.

​

On aura donc plus d’énergie mise en jeu lors d’une transformation réversible car ++ de W.

​

​

​

​

​

​

Réversibilité des transformations.

​

B. FAUX : Pendant une transformation réversible, l’enthalpie LIBRE est égale au travail.

​

Dans notre transformation, on devra utiliser donc de l’énergie UTILISABLE à P cnst donc l’enthalpie libre.

​

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

​

B. FAUX : Pendant une transformation réversible, l’enthalpie LIBRE est égale au travail.

​

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

B. FAUX : Pendant une transformation réversible, l’enthalpie LIBRE est égale au travail.

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

​

C. VRAI : Un système est à l’équilibre thermodynamique si les variables d’état du système sont constantes dans le temps à l’échelle de l’observateur et uniformes dans toute partie homogène du système.

​

​

- Un équilibre …, c’est un état…

�à l’état macroscopique : il sera … quand on le regardera��à l’état microscopique : transformations qui se … (<=>)

​

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

​

C. VRAI : Un système est à l’équilibre thermodynamique si les variables d’état du système sont constantes dans le temps à l’échelle de l’observateur et uniformes dans toute partie homogène du système.

​

​

- Un équilibre constant, c’est un état stationnaire ou dynamique��à l’état macroscopique : il sera uniforme quand on le regardera ��à l’état microscopique : transformations qui se compensent (<=>)

​

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​

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​

​

Réversibilité des transformations.

​

D. VRAI : La loi de Joules correspond bien à la loi énoncée.

​

Un gaz parfait vérifie simultanément 7 lois : A B C D G H J

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​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

​

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

​

​

​

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

​

Réversibilité des transformations.

Avogadro

​

Boyle-Mariotte

​

Charles

​

Dalton

​

Gay-Lusaac

​

Henry

​

Joules

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​

Volumes égaux de gaz parfait différents = même nombre de molécules

​

Le volume est proportionnel à sa température.

​

La pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le compose.

​

Energie interne dépend que de T

​

P1V1 = P2V2

​

La pression partielle d’un gaz est est une fonction de la quantité de matière du gaz considéré. Pi = f(x)

​

La pression est proportionnelle à sa température.

​

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​

Réversibilité des transformations.

​

E. FAUX : La transformation sera endothermique mais non spontanée.

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Réversibilité des transformations.

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E. FAUX : La transformation sera endothermique mais non spontanée car endergonique .

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On va devoir jouer avec cette magnifique formule :

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ΔG = ΔH- TΔS spontanée = Exergonique ΔG<0

Non spontanée = Endergonique ΔG>0

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​

Réversibilité des transformations.

​

E. FAUX : La transformation sera endothermique mais non spontanée.

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​

Si ΔH > 0 et ΔS > 0 : alors ΔG < 0 si T > ΔH/ΔS

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​

Si ΔH < 0 et ΔS < 0 : alors ΔG < 0 si T < ΔH/ΔS

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Merci pour votre attention !!