Thermodynamique 2 :
Equilibres binaires
Exercices complémentaires
1. Binaire eau-toluène
L’eau (1) et le toluène (2) sont non miscibles à l’état liquide et forment un mélange idéal de gaz parfaits. On se place sous une pression constante de 1 bar.
On a représenté ci-dessous les courbes donnant l’évolution des pressions de vapeur saturante de ces deux constituants en fonction de la température :
· Psat1 = f(T) (triangles),
· Psat2 = f(T) (carrés)
· et Psat1 + Psat2 = f(T) (croix).
Unités utilisées pour le tracé : P est en bar ; T en °C.
1. Tracer l’allure du diagramme binaire.
2. Quelle relation y-a-t-il à l’hétéroazéotrope H, entre les pressions partielles et les pressions de vapeur saturantes ? En déduire les coordonnées de H (T et x1, fraction molaire en eau dans la phase gaz).
3. Déterminer les températures de liquéfaction d’une vapeur de fraction molaire x1 en eau : a. x1 = 0 ;
b. x1 = 0,4 ;
4. On introduit à 25 °C dans un récipient fermé et maintenu à la pression de 1,0 bar, 0,4 mol d’eau et 0,6 mol de toluène. On chauffe ce mélange liquide hétérogène.
a. Comment évolue la température au cours du chauffage ?
b. Quelle est la composition de la première bulle de vapeur formée ? c. Quel est le liquide qui disparaît en premier ?
d. A quelle température la dernière goutte de liquide disparaît-elle ?
50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.0 110.0 120.0
0 0.4000 0.8000 1.200 1.600 2.000 2.400 2.800 3.200
Fn 1 Fn 2 Fn 3
T P
Somme Psat
