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Mélanges et transformations
Partie 1. Changements d’état isobares de mélanges binaires 1.5. Diagrammes LV avec miscibilité totale à l’état liquide
Objectifs du chapitre
→ Notions à connaître :
Diagramme avec miscibilité totale à l’état liquide o Cas du mélange idéal
o Cas du mélange avec homoazéotrope
→ Capacités exigibles :
Qualifier un mélange d’idéal ou non à partir d’un diagramme
Tracer un diagramme de phase à partir d’informations sur les caractéristiques du mélange
Décrire les caractéristiques des mélanges homoazéotropiques.
1. Diagramme avec miscibilité totale à l’état liquide
1.1. Qu’est-ce qu’un mélange idéal ?
La définition « mathématique » sera donnée plus tard dans l’année, mais on peut déjà aborder la notion sur le plan physique.
Mélange liquide A1+A2 idéal :
Quand rencontre-t-on un mélange idéal ?
Corps purs avant mélange Constituants miscibles
-2- Expl : Mélange O2 + N2
Comment obtenir du dioxygène liquide pur à partir de l’air atmosphérique ?
O2 liquide
http://youtu.be/V5juRhh1XaQ
1.2. Mélanges réels
Faibles écarts à l’idéalité
Elargissement du fuseau Pas d’extrémum
Expl : NH3 et H2O
Ecarts importants à l’idéalité
Apparition d’un extrémum : l’azéotrope
(c’est un maximum ou un minimum selon le mélange)
Expl : HNO3 et H2O
-3- 1.3. Cas de l’(homo)azéotropie
Un diagramme avec azéotrope fait apparaître un extremum commun aux courbes d’ébullition et de rosée.
Homoazéotrope :
Point de concours des courbes de rosée et d’ébullition dans le cas d’un mélange de deux constituants miscibles à l’état liquide
Propriétés spécifiques au mélange homoazéotropique :
Justification des spécificités du mélange azéotropique :
Identité des compositions des deux phases pendant le changement d’état :
Mélange azéotropique (x2 = xazéotrope) Mélange non azéotropique (x2 ≠ xazéotrope)
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Constance de la température pendant le changement d’état :
Mélange azéotropique (x2 = xazéotrope) Mélange non azéotropique (x2 ≠ xazéotrope)
Remarque : Les coordonnées de l’azéotrope dépendent de la pression totale imposée lors du tracé du diagramme.
Caractéristiques physiques de l’homoazéotrope eau-éthanol Pimposée (mmHg) TZ (°C) Fraction massique en eau
760 78,15 0,045
198 47,63 0,027
95 33,35 0,005
Conséquence : Mélange eau-éthanol à 4,5 % en masse d’eau :
A P = 760 mmHg, l’ébullition se produit à température constante (t° identiques pour début et fin d’ébullition) ;
A P = 198 mmHg, l’ébullition se produit sur un intervalle de température (t° différentes pour début et fin d’ébullition).
