Mesure d’enthalpie de réaction

Qu’est-ce que l’enthalpie de réaction ?

L’enthalpie de réaction (ou chaleur de réaction) est l’énergie dégagée ou absorbée par une réaction chimique à température et pression constante.

Comment la mesurer ?

L’enthalpie de réaction est généralement mesurée par calorimétrie dite « batch ». Pour cela, un mélange réactionnel est d’abord placé dans une cellule calorimétrique dont la température est régulée par le four du calorimètre. Ensuite, l’injection dans le réacteur d’un des réactifs ou d’un catalyseur permet de démarrer la réaction. L’intégration du flux thermique mesuré pendant la réaction permet de calculer l’énergie de réaction en joule (J). Elle peut ensuite être convertie en J/g ou en J/mol en fonction des quantités de réactifs mises en jeu. La mesure permet également de déterminer la durée de la réaction dans les conditions de mesures.

L’enthalpie de réaction est souvent utilisée pour évaluer les besoins en chauffage ou refroidissement pour les procédés industriels associés. Les valeurs de capacité calorifique et de masse volumiques des mélanges réactionnels sont aussi des propriétés utiles que nous pouvons déterminer.

Mickaël Simond, Président et Directeur commercial, Calnesis

Calnesis dispose de plusieurs calorimètres permettant d’effectuer des réactions sous agitation, sous gaz inerte ou réactif, sous pression, etc. Et ce sur une large gamme de température et/ou de pression.

Exemple de thermogramme obtenu lors d’une mesure d’enthalpie de réaction. A l’instant t=0, un des réactif est ajouté au mélange réactionnel, ce qui permet le début de la réaction (exothermique dans ce cas précis). L’intégration du signal jusqu’à son retour à la ligne de base permet d’obtenir l’enthalpie totale de la réaction.

Pour correspondre aux conditions réelles, nous pouvons aussi reproduire les protocoles spécifiques de vos procédés, comme des injections continues ou des rampes de température.

Dans le cas spécifique de réactions entre des fluides (liquide ou gaz) nous pouvons aussi réaliser des mesures d’enthalpie de mélange en dynamique par calorimétrie à écoulement. L’avantage principal de cette technique réside dans la possibilité de changer rapidement les ratios de réactifs et d’accéder facilement au nombre d’équivalent.