Programme des colles de chimie PC*
Semaine 1 : du 15 au 19 septembre 2014
1 Changements d’état isobares des mélanges binaires
1.1 Notions et contenus
Diagrammes isobares d’équilibre liquide- vapeur :
— avec miscibilité totale à l’état liquide
— avec miscibilité nulle à l’état liquide
— avec miscibilité partielle à l’état liquide.
Diagrammes isobares d’équilibre solide-liquide :
— avec miscibilité totale à l’état solide,
— avec miscibilité nulle à l’état solide, avec ou sans composé défini à fusion congruente
— avec miscibilité partielle à l’état solide.
Théorème des moments chimiques.
Variance : nombre de degrés de liberté d’un système à l’équilibre.
1.2 Capacités exigibles (à évaluer en priorité)
Mettre en œuvre une distillation fractionnée à la pression atmosphérique et une hydrodistillation ou une distillation
hétéroazéotropique. (TP pas encore réalisé)
Construire un diagramme isobare d’équilibre entre deux phases d’un mélange binaire à partir d’informations
relatives aux courbes d’analyses thermiques.
Décrire les caractéristiques des mélanges homoazéotropes, hétéroazéotropes, indifférents, eutectiques et des com-
posés définis.
Dénombrer les degrés de liberté d’un système à l’équilibre et interpréter le résultat. Exploiter les diagrammes
isobares d’équilibre entre deux phases pour, à composition en fraction molaire ou massique donnée :
— 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 ;
— déterminer les températures de début et de fin de changement d’état ;
— donner la composition des phases en présence à une température T fixée ainsi que les quantités de matière ou
les masses dans chaque phase.
Interpréter une distillation simple, une distillation fractionnée, une distillation hétéroazéotropique à l’aide des
diagrammes isobares d’équilibre liquide-vapeur.
1.3 Commentaires
L’étude thermodynamique des équilibres n’est pas encore vue. Aucun calcul relatif aux équilibres entre phases ne
peut être demandé : le potentiel chimique n’est pas vu, les grandeurs thermodynamiques de réaction non plus. On se
limite donc au tracé expérimental et à la lecture des diagrammes.
La règle de Gibbs ou règle des phases n’est plus au programme. Le calcul de la variance est effectué de la manière
suivante : v=X−Yavec Xnombre de paramètres intensifs (P,T, fractions molaires) et Yle nombre de relations
entre ces paramètres (somme des fractions molaires = 1 dans chaque phase, conditions d’équilibre). Une distinction
a été effectuée entre le calcul général de la variance et le calcul du nombre de degrés de liberté d’un système précis
pour lequel des contraintes supplémentaires ont été imposées (état initial particulier, pression fixée, systèmes dans des
conditions azéotropiques. . .).
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