1/11 Chapitre 11 (Partie 1) : Diagramme d`équilibre binaire isobare

1/11
Chapitre 11 (Partie 1) : Diagramme d’équilibre binaire isobare LIQUIDE-VAPEUR
Mélange binaire = mélange de deux corps A1 et A2 supposés non réactifs entre eux et pouvant exister sous différentes phases.
Exemples : Eau-éthanol ; Benzène – aniline…
Etat gazeux : miscibilité totale, phase unique Etat liquide : miscibilité totale, partielle ou nulle
Un mélange binaire gazeux est dit idéal si c’est un mélange de GP.
Un mélange binaire liquide est dit idéal si les interactions
A1A1
,
A1A2
et
A2A2
sont de nature similaire.
Un mélange binaire liquide-vapeur (LV) sera dit idéal si les mélanges gazeux et liquide sont idéaux.
Composition en A2
du mélange
de la phase vapeur
de la phase liquide
Fraction molaire
22
221 tot
nn
x
n n n
2, 2,
2,V 2, 1, ,
VV
V V tot V
nn
x
n n n
2,L 2,L
2,L 2,L 1,L ,Ltot
nn
x
n n n
Fraction massique
22
221 tot
mm
w
m m m
2,V 2,V
2,V 2,V 1,V ,Vtot
mm
w
m m m
2, 2,
2, 2, 1, ,
LL
L
L L tot L
mm
w
m m m
I. Rappels : diagrammes du corps pur
a. Diagrammes (P,T) et (P,v)
THEOREME DES MOMENTS :
et
V
V
VV
v v v v
ML MV
xx
LV v v LV v v
b. Courbe d’analyse thermique : courbe de refroidissement isobare
 (°C)
t (s)
V
vV

2/11
c. Calcul de la variance dans chacun des domaines
 Variance : v =
 Dans la phase liquide L:
 Dans la phase gaz V:
 Dans le domaine biphasique LV:
II. Diagramme binaire avec miscibilité totale à l’état liquide : cas du mélange idéal méthanol (A1) – éthanol (A2)
A P =cste (< 1 bar), T*méthanol = 60°C et T*éthnaol = 69°C : le méthanol est plus/moins volatil que l’éthanol
1. Construction du diagramme : voir page suivante
2. Variance dans chacun des domaines
 Dans la phase liquide L:
 Dans la phase gaz V:
 Dans le domaine biphasique LV:

3/11

4/11
3. Interprétation
En partant d’un mélange purement liquide (point J), si on abaisse la température :
- au point K :
- au point N :
- au-delà du point N :
4. Composition relative de chacune des phases : THEOREME DE L’HORIZONTALE
Exemple :
Dans le mélange biphasique au point M, la COMPOSITION (en fraction molaire ou massique) DE :
- LA PHASE LIQUIDE en A2 (
2,L
x
ou
2,L
w
) est donnée par l’intersection de l’horizontale avec la courbe d’ébullition
(point L)
- LA PHASE VAPEUR en A2 (
2,V
x
ou
2,V
w
) est donnée par l’intersection de l’horizontale avec la courbe de rosée (point
V)

5/11
5. Composition globale du système : THEOREME DES MOMENTS CHIMIQUES
Le théorème des moments, donnant la composition GLOBALE du système en LIQUIDE ou VAPEUR, s’écrit :
Diagramme en fraction molaire
Diagramme en fraction massique
Expression 1
V L
n ML n MV
LV
m ML m MV
Expression 2
L
L
TOT
nMV
x
n LV
V
V
TOT
nML
x
n LV
L
L
TOT
mMV
w
m LV
V
V
TOT
mML
w
m LV
Démonstration :
2
n
2
n
Exemple :