PC – Marcelin Berthelot Document de cours Thermodynamique 1 : Potentiel chimique Application : VOLUME MOLAIRE PARTIEL Les expériences suivantes sont décrites pour une température constante de 25 °C et sous une pression constante de 1 atmosphère. Quand on ajoute une mole d’eau à un grand volume d’un mélange eau-méthanol de fraction molaire en xMeOH = 0,400, le volume s’accroît de 17,35 mL. Quand on fait de même avec une mole de méthanol, le volume s’accroît de 39,00 mL. -1 -1 Données : Masses volumiques des corps purs : ρeau* = 1,00 g.mL ; ρMeOH* = 0,790 g.mL . -1 -1 Masses molaires : Meau = 18,0 g.mol ; MMeOH = 32,0 g.mol . 1. Que valent les volumes molaires partiels de l’eau et du méthanol pour T = 25°C, P = 1 atm et xMeOH = 0,400 ? Pour rationaliser les expériences décrites, il convient d’exprimer la différentielle du volume (on mesure bien des variations de volume) : Variables de description du système : Expression de dV : Simplification dans le cas de la première expérience : Conclusion : 2. Calculer le volume final d’un mélange obtenu à partir de 128 g de méthanol et 108 g d’eau. Le volume est une grandeur extensive. On peut donc lui appliquer le théorème d’Euler : Attention : pour pouvoir utiliser dans ce calcul, les valeurs des volumes molaires partiels trouvés plus tôt, il faut que les conditions soient les mêmes : même T, même P et même composition (proportion relative des deux constituants). Vérification de l’identité des conditions opératoires : Quantités de matière des constituants introduits dans le mélange : Fraction molaire en méthanol dans le mélange. Détermination du volume final : 3. Comparer le volume final à la somme des volumes des deux corps purs. Proposer une explication. Volume d’eau pure introduit : Volume de méthanol introduit : Volume attendu : Différence avec le volume réel : Proposition d’explication : Autres exemples : Tous les mélanges n’engendrent pas nécessairement de contraction. Le mélange n-décane/n-dodécane subit une augmentation de volume lors du mélange :
