La loi de Hess : additionner des équations thermochimiques
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Appelez : +1-514-588-7682En bref : la loi de Hess
- La loi de Hess dit que le ΔH d’une réaction ne dépend que des réactifs de départ et des produits finaux, jamais du chemin suivi
- Pour trouver un ΔH inconnu, on combine des équations connues pour reconstruire exactement l’équation cible
- Inverser une équation change le signe de son ΔH ; multiplier une équation multiplie son ΔH par le même facteur
- L’erreur la plus fréquente : oublier de changer le signe du ΔH quand on inverse une équation
La loi de Hess affirme que la variation d’enthalpie d’une réaction globale est toujours égale à la somme des variations d’enthalpie des étapes qui, additionnées, reconstituent cette même réaction — peu importe le chemin réel suivi. Ce guide montre comment combiner des équations thermochimiques connues pour calculer un ΔH qu’on ne pourrait pas mesurer directement.
Comment inverser ou multiplier une équation thermochimique correctement ?
Inverser une équation change le signe du ΔH ; la multiplier par un facteur multiplie le ΔH par ce même facteur. Ce sont les deux seules opérations permises pour combiner des équations vers une réaction cible :
| Opération sur l’équation | Effet sur le ΔH |
|---|---|
| Inverser l’équation (produits deviennent réactifs) | Le signe du ΔH change |
| Multiplier tous les coefficients par un facteur k | Le ΔH est multiplié par k |
La loi de Hess : comment combiner deux équations connues pour trouver un ΔH inconnu ?
Exemple résolu : on veut le ΔH de la réaction cible C(s) + ½ O₂(g) → CO(g), à partir de deux équations connues :
(1) C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH₁ = -393,5 kJ/mol
(2) CO(g) + ½ O₂(g) → CO₂(g) ΔH₂ = -283,0 kJ/mol
Étape 1 — garder (1) telle quelle : C(s) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH₁ = -393,5 kJ/mol
Étape 2 — inverser (2), car CO(g) doit être un PRODUIT dans la cible, pas un réactif :
CO₂(g) → CO(g) + ½ O₂(g), ΔH₂ inversé = +283,0 kJ/mol
Étape 3 — additionner les deux équations et simplifier (CO₂ s’annule des deux côtés, ½ O₂ se simplifie) :
C(s) + O₂(g) + CO₂(g) → CO₂(g) + CO(g) + ½ O₂(g) → C(s) + ½ O₂(g) → CO(g)
Cela correspond exactement à la cible.
Étape 4 — additionner les ΔH : ΔH cible = ΔH₁ + (ΔH₂ inversé) = -393,5 + 283,0
ΔH cible = -110,5 kJ/mol
⚠️ Erreur classique : additionner ΔH₁ + ΔH₂ sans inverser le signe de (2), ce qui donnerait -393,5 + (-283,0) = -676,5 kJ/mol — une valeur fausse. Dès qu’une équation est inversée pour reconstruire la cible, son ΔH doit changer de signe, sans exception.
En additionnant (1) et (2)-inversée, le CO₂ s’annule et la cible C(s) + ½ O₂(g) → CO(g) donne un ΔH de -110,5 kJ/mol.
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Comment ce chapitre s’inscrit-il dans le programme de chimie secondaire 5 ?
La loi de Hess est l’aboutissement du bloc « aspect énergétique des transformations » : elle combine le diagramme énergétique et les valeurs de ΔH obtenues par calorimétrie pour calculer des réactions impossibles à mesurer directement. Le programme se poursuit ensuite avec la vitesse de réaction et l’équilibre chimique, qui s’appuient tous les deux sur les mêmes bases thermochimiques.
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❓ Questions fréquentes
Q1 : Qu’est-ce que la loi de Hess dit exactement ?
R : Le ΔH d’une réaction ne dépend que des réactifs de départ et des produits finaux, jamais du chemin (ou des étapes) réellement suivi pour y arriver. On peut donc calculer ce ΔH en combinant n’importe quelles équations connues qui, additionnées, reconstituent la réaction cible.
Q2 : Que se passe-t-il avec le ΔH quand on inverse une équation ?
R : Le signe du ΔH change. Une équation exothermique (ΔH négatif) devient endothermique (ΔH positif) une fois inversée, et vice-versa.
Q3 : Que se passe-t-il avec le ΔH quand on multiplie les coefficients d’une équation ?
R : Le ΔH est multiplié par le même facteur que les coefficients. Doubler tous les coefficients d’une équation double aussi son ΔH.
Q4 : Comment sait-on quelles équations combiner pour atteindre la cible ?
R : On identifie d’abord les substances qui doivent disparaître de l’équation finale (comme le CO₂ dans l’exemple) — ces substances doivent apparaître des deux côtés en quantités égales une fois les équations additionnées, pour s’annuler.
Q5 : Le ΔH calculé par la loi de Hess est-il exact ou approximatif ?
R : Il est exact, à condition que les équations combinées reconstituent parfaitement la réaction cible (mêmes réactifs, mêmes produits, mêmes coefficients) — c’est le principe même de la loi de Hess, pas une approximation.
Q6 : Un tuteur en ligne peut-il aider avec la loi de Hess ?
R : Oui — l’erreur la plus fréquente que voient nos tuteurs est d’oublier de changer le signe du ΔH quand une équation est inversée ; un tuteur en ligne fait pratiquer plusieurs combinaisons d’équations jusqu’à ce que ce réflexe devienne automatique.
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Conclusion
La loi de Hess permet de calculer le ΔH d’une réaction impossible à mesurer directement, en combinant des équations connues jusqu’à reconstruire exactement la réaction cible. La règle à ne jamais oublier : inverser une équation change le signe de son ΔH, multiplier une équation multiplie son ΔH par le même facteur.
À retenir :
- ✅ Le ΔH ne dépend que du point de départ et du point d’arrivée, jamais du chemin suivi
- ✅ Inverser une équation change le signe de son ΔH
- ✅ Multiplier une équation multiplie son ΔH par le même facteur
- ✅ Les substances qui doivent s’annuler indiquent quelles équations combiner
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