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THC11 - Énergie de liaison THC12 – Grillage de la galène

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

THC11 - Énergie de liaison

THC12 – Grillage de la galène

a) D'après la loi de Hess et les tables à 298 K :

𝑟𝑟

𝐻𝐻

0

= ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃) + ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝑆𝑆𝑃𝑃

2

) − ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝑃𝑃𝑃𝑃𝑆𝑆) = −413,8 𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙

−1

(2)

THC13 - A propos de l'ammoniac

(3)

THC14 – Etude du biogaz de décharge

(4)

THC15 – Température de flamme

Soit la réaction :

CH

4

(g)+3/2 O

2

(g) Τ 2 H

2

O(g) + CO(g) La loi de Hess donne :

𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐

𝐻𝐻

0

= 2∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝐻𝐻

2

𝑃𝑃, 𝑔𝑔) + ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝐶𝐶𝑃𝑃, 𝑔𝑔) − ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝐶𝐶𝐻𝐻

4

, 𝑔𝑔) − 3

2 ∆

𝑓𝑓

𝐻𝐻

0

(𝑃𝑃

2

, 𝑔𝑔) = −525𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙

−1

Or :

𝑛𝑛

0

(𝐶𝐶𝐻𝐻

4

) = 1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙 ⇒ ζ

𝑓𝑓

= 1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙 D’où :

∆𝐻𝐻 = ζ

𝑓𝑓

𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐

𝐻𝐻

0

= −525𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙

−1

Notons les fuites par le terme : ∆

𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓

𝐻𝐻 = 0,1∆𝐻𝐻

- En imaginant un chemin fictif on a donc : ∆𝐻𝐻 +

𝐻𝐻

𝑓𝑓𝑐𝑐ℎ𝑎𝑎𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓

= 0,1∆𝐻𝐻 Avec : ∆ 𝐻𝐻

𝑓𝑓𝑐𝑐ℎ𝑎𝑎𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓

= ∆ 𝐻𝐻

𝑓𝑓𝑎𝑎𝑓𝑓

+ ∆ 𝐻𝐻

𝐶𝐶𝐶𝐶

+ ∆ 𝐻𝐻

𝑁𝑁2

= 2 � 𝐶𝐶

𝑝𝑝0

(𝐻𝐻

2

𝑃𝑃, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑 + � 𝐶𝐶

𝑇𝑇𝑓𝑓 𝑝𝑝0

(𝐶𝐶𝑃𝑃, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑 +

298

6 � 𝐶𝐶

𝑇𝑇𝑓𝑓 𝑝𝑝0

(𝑁𝑁

2

, 𝑔𝑔)𝑑𝑑𝑑𝑑

298 𝑇𝑇𝑓𝑓

Car au départ on utilise 1,5 moles de O

298 2

.

- Ce qui conduit au polynôme : 0,02557 𝑑𝑑

𝑓𝑓2

+ 255,7 𝑑𝑑

𝑓𝑓

− 551785 = 0

𝑑𝑑

𝑓𝑓

= 1825𝐾𝐾

THC16 – Grillage du sulfure de molybdène

(5)

THC17 - Température de flamme (Ethyne)

THC18 - Température finale atteinte dans un réacteur

(6)

THC19 - Équilibres industriels : conversion-épuration

(7)

THC21 - Changement d'état de l'eau

3a) Si les deux phases sont à l’équilibre :

𝜇𝜇

𝑣𝑣

(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇

𝑙𝑙

(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) ⇒ 𝑑𝑑𝜇𝜇

𝑣𝑣

(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝑑𝑑𝜇𝜇

𝑙𝑙

(𝑑𝑑, 𝑝𝑝)

⇔ − 𝑆𝑆

𝑐𝑐,𝑣𝑣

𝑑𝑑𝑑𝑑 + 𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑣𝑣

𝑑𝑑𝑝𝑝 = −𝑆𝑆

𝑐𝑐,𝑙𝑙

𝑑𝑑𝑑𝑑 + 𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑙𝑙

𝑑𝑑𝑝𝑝

⇔ 𝑑𝑑𝑝𝑝

𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑆𝑆

𝑐𝑐,𝑣𝑣∗

− 𝑆𝑆

𝑐𝑐,𝑙𝑙

𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑣𝑣∗

− 𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑙𝑙

= 𝐻𝐻

𝑐𝑐,𝑣𝑣∗

− 𝐻𝐻

𝑐𝑐,𝑙𝑙

𝑑𝑑(𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑣𝑣∗

− 𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑙𝑙

) ⇔ 𝑑𝑑𝑝𝑝

𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝐿𝐿

𝑣𝑣𝑎𝑎𝑝𝑝

𝑑𝑑�𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑣𝑣

− 𝑉𝑉

𝑐𝑐,𝑙𝑙

3b) Appliquons la relation de Clapeyron :

(8)

THC22 - Variétés du carbone

(9)

THC23 - Potentiel chimique d'un gaz parfait dans un mélange

(10)

THC24 - Équilibre diphasé du corps pur : évolution ou équilibre

THC25 - Point triple de l'ammoniac

(11)

THC31 - Équilibres hétérogènes

(12)

THC32 - Hydroxylamine et ion hydroxylaminium

(13)

THC33 - Production du dihydrogène par reformage

(14)
(15)

THC34 - Étude d'un équilibre entre gaz

(16)
(17)

THC35 - Réduction de l'oxyde de germanium

(18)

THC36 - Equilibre liquide-vapeur de l’eau

1°) Soit : 𝑑𝑑𝜇𝜇 = 𝑉𝑉

𝑐𝑐

𝑑𝑑𝑝𝑝 − 𝑆𝑆

𝑐𝑐

𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑉𝑉

𝑐𝑐

𝑑𝑑𝑃𝑃 à 𝑑𝑑 = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 Donc pour l’eau vapeur :

𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + � 𝑉𝑉

𝑝𝑝 𝑐𝑐

𝑑𝑑𝑃𝑃

𝑝𝑝0

⇔ 𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝 𝑝𝑝

0

� Et pour l’eau liquide :

𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) + � 𝑉𝑉

𝑝𝑝 𝑐𝑐

𝑑𝑑𝑃𝑃

𝑝𝑝0

2a)

Si : 𝜇𝜇(𝑑𝑑, 𝑝𝑝) = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) alors 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 �

𝑝𝑝𝑝𝑝0

� = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙)

⇔ 𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝

𝑝𝑝

0

� = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) − 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝)

𝑅𝑅𝑑𝑑 = 𝛾𝛾 ⇒ 𝑝𝑝 = 𝑝𝑝

0

𝑐𝑐

𝛾𝛾

= 3,15.10

−2

𝑃𝑃𝑣𝑣𝑏𝑏

2b) Cette fois :

𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) + 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝

𝑝𝑝

0

� = 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) + 𝑉𝑉

𝑐𝑐

� 𝑑𝑑𝑃𝑃

𝑝𝑝

𝑝𝑝0

⇔ 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙) − 𝜇𝜇

0

(𝑑𝑑, 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑝𝑝) = 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑙𝑙𝑛𝑛 � 𝑝𝑝

𝑝𝑝

0

� − 𝑝𝑝

0

𝑉𝑉

𝑐𝑐

� 𝑝𝑝 𝑝𝑝

0

− 1�

Si on suppose : �

𝑝𝑝𝑝𝑝0

− 1� ≈ − 1 ou par résolution graphique on obtient : 𝑝𝑝 = 3,14.10

−2

𝑃𝑃𝑣𝑣𝑏𝑏

37 - Stabilité de la molécule d’eau 1°) Soit ∆

𝑟𝑟

𝐺𝐺

0

= ∆

𝑟𝑟

𝐻𝐻

0

− 𝑑𝑑 ∆

𝑟𝑟

𝑆𝑆

0

avec :

𝑟𝑟

𝐻𝐻

0

= ∆

𝑟𝑟

𝐻𝐻

0

(298𝐾𝐾) + �

𝑇𝑇

𝑟𝑟

𝐶𝐶

𝑝𝑝0

𝑑𝑑𝑑𝑑 = 474,6 10

3

+ 33,1𝑑𝑑 − 9,7.10

−3

𝑑𝑑

2

298𝐾𝐾

𝑟𝑟

𝑆𝑆

0

= ∆

𝑟𝑟

𝑆𝑆

0

(298𝐾𝐾) + � ∆

𝑟𝑟

𝐶𝐶

𝑝𝑝0

𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑑𝑑 = −94 + 33,1𝐿𝐿𝑛𝑛𝑑𝑑 − 19,4.10

−3

𝑑𝑑

𝑇𝑇

298𝐾𝐾

²

Donc :

𝑟𝑟

𝐺𝐺

0

= 474,6.10

3

+ 33,1 𝑑𝑑𝐿𝐿𝑛𝑛𝑑𝑑 + 127,1𝑑𝑑 + 9,7.10

−3

𝑑𝑑²

Donc :

𝐿𝐿𝑛𝑛𝐾𝐾 = − ∆

𝑟𝑟

𝐺𝐺

0

𝑅𝑅𝑑𝑑 = − 57,08.10

3

𝑑𝑑 − 15,29 + 4,0 𝐿𝐿𝑛𝑛𝑑𝑑 − 1,17.10

−3

𝑑𝑑² 2°)

A 2000K : ∆

𝑟𝑟

𝐺𝐺

0

= 264,4𝑘𝑘𝑘𝑘. 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙

−1

𝑐𝑐𝑐𝑐 𝐾𝐾

0

= 1,24.10

−7

3°)

2𝐻𝐻

2

𝑃𝑃 = 2𝐻𝐻

2

+ 𝑃𝑃

2

𝑣𝑣𝑣𝑣𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑛𝑛

𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓

(𝑐𝑐) = 2 + α 𝑐𝑐𝑙𝑙 𝑛𝑛

0

= 2𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙 𝐷𝐷

𝑚𝑚ù 𝐾𝐾

0

= 𝑝𝑝

𝐻𝐻22

𝑝𝑝

𝐶𝐶2

𝑝𝑝

𝐻𝐻22𝐶𝐶

𝑝𝑝

𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓

𝑝𝑝

0

= 4 α

3

4(1 − α )

2

(2 + α ) 𝑝𝑝

𝑝𝑝

0

= α

3

(1 + α ² − 2 α )(2 + α )

𝑝𝑝

𝑝𝑝

0

Si α ≪ 1, 𝐾𝐾

0

=

α23

⇒ α =

3

√2𝐾𝐾

0

= 6,3.10

−3

(19)

THC41 - Diagramme binaire vanadium/titane

(20)

THC42 - Diagramme binaire aluminium-magnésium

(21)

THC43 – Etude d’un alliage binaire d’aluminium

(22)

THC44 - Alliage cuivre-magnésium

THC45 - Composés définis eau-ammoniac

(23)

THC46 - Diagramme binaire argent-or

(24)

THC47 - Diagramme arsenic/zinc

Références

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