Thermodynamique 2 :
Equilibres binaires
Objectifs du chapitre
→ Notions et contenus :
Types de diagrammes au programme : Pour chacun des types de diagrammes, il faut pouvoir donner :
• Allure ;
• Noms des frontières ;
• Attribution des domaines ;
• Courbes d’analyse thermique correspondant à n’importe quel mélange ;
• Propriétés des mélanges particuliers.
❑ Diagrammes d’équilibre liquide-vapeur : o Isothermes :
Miscibilité totale à l’état liquide pour des mélanges idéaux et non idéaux o Isobares :
Miscibilité totale à l’état liquide pour des mélanges idéaux et non idéaux Miscibilité nulle à l’état liquide
Miscibilité partielle à l’état liquide.
❑ Diagrammes isobares d’équilibre solide-liquide :
o Avec miscibilité totale à l’état solide pour des mélanges solides idéaux et non idéaux o Avec miscibilité nulle à l’état solide, avec ou sans composé défini à fusion congruente o Avec miscibilité partielle à l’état solide.
Outils :
❑ Loi de Raoult, loi de Henry
❑ Théorème des moments chimiques : Démonstration ? Intérêt ? Conditions d’utilisation ?
❑ Variance (ou nombre de degrés de liberté d’un système à l’équilibre) : Mode de calcul ? Sens physique ?
→ Compétences minimales :
❑ Construire un diagramme théoriquement en modélisant le système
❑ Construire un diagramme isobare à partir d’informations relatives aux courbes d’analyses thermiques.
❑ Décrire les caractéristiques des mélanges homoazéotropes, hétéroazéotropes, indifférents, eutectiques et des composés définis.
❑ Exploiter les diagrammes isobares d’équilibre entre deux phases pour, à composition en fraction molaire ou massique donnée :
o Tracer l’allure de la courbe d’analyse thermique en indiquant le nombre de degrés de liberté du système sur chaque partie de la courbe ;
o Déterminer les températures de début et de fin de changement d’état ;
o Donner la composition des phases en présence à une température T fixée, ainsi que les quantités de matière ou les masses dans chaque phase.
o Interpréter une distillation simple, une distillation fractionnée, une distillation hétéroazéotropique (Hydrodistillation, Montage de Dean-Stark, Entraînement à la vapeur) à l’aide des diagrammes isobares d’équilibres liquide-vapeur.
