J’ai du mal à comprendre le concept de pression de vapeur et les lois qui vont avec (Henry et Raoult).
Par exemple dans un exercice on me qu’on a une solution de méthanol et d’éthanol qui a une pression de vapeur totale de 350 torr à 50°C. Les pression de vapeur pures du méthanol et de l’éthanol sont 413.5 et 221.6 torr respectivement.
Je dois être capable de calculer les fractions molaire x dans le liquide du méthanol et de l’éthanol et puis ceux en phase gazeuse. Je voulais écrire p1*x1 + p2x2 = ptot, vap (1 = méthanol, 2 = ethanol) puis dire que x1 + x2 = 1. Ca serait la phase gazeuse je pense car on parle de pressions mais je comprends pas vraiment comment ces formules marchent donc ce qu’elles veulent dire et comment trouver pour le liquide.
Déjà, comme on n’est pas là pour faire un exercice, on va repasser dans des unités scientifiques (parce que les millimètres de mercure, ou torr, non merci – ça me rend grognon, et c’est mauvais pour ma digestion).
Par exemple dans un exercice on a une solution de méthanol et d’éthanol qui a une pression de vapeur totale de 47 kPa (4,7 bar) à 50 °C. Les pressions de vapeur pures du méthanol et de l’éthanol sont 55 kPa et 29 kPa respectivement.
Qu’est-ce donc que ceci ? Met un solide ou un liquide dans le vide. Une partie de ton objet va se séparer et se mettre dans le vide sous forme gazeuse. Cela va engendrer une pression, dite Pression de vapeur. Tant que la pression autour de l’objet est inférieure à la Pression de vapeur saturante, le phénomène d’évaporation ou sublimation continuera. Ce sont des pressions de vapeur saturante qui t’ont été données dans ton exercice, je pense.
(Donc à 50 °C, l’alcool s’évapore jusqu’à ce que la pression soit le triple de la pression atmosphérique. Donc si tu laisses de l’alcool pur à 50 °C, tout va assez vite s’évaporer.)
Pour le coup du mélange de gaz et des formules, +1 pour Blackline. Ce qu’elles veulent dire, c’est que la pression dans un gaz est due à la pression de chacun de ses composants indépendamment, il n’y a pas de pression d’interaction.
Pour les lois (que je ne connaissais pas), citons Wikipédia :
« Dans une solution idéale, la pression partielle en phase vapeur d’un constituant est proportionnelle à sa fraction molaire en phase liquide. »
« À température constante et à l’équilibre, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide. »
C’est le pendant de l’expérience dont je parlais à la base : si tu mets un liquide dans une enceinte qui a du gaz, une partie du gaz va se dissoudre dans le liquide (et une partie du liquide va s’évaporer, comme je le disais au-dessus). La quantité dissoute dépend de la pression de vapeur saturante du gaz.
En espérant avoir été clair, je dois dire reconnaitre que je n’ai jamais vu ça de manière formelle, mais ça reste des choses assez logique. Et j’aime bien la thermodynamique.
Pour répondre à cette question, j’ai besoin qu’on soit d’accord sur les notations. Est-ce que tu peux réécrire tes équations avec :
$x_1^l$ la fraction molaire du méthanol en phase liquide
$x_1^g$ la fraction molaire du méthanol en phase gazeuse
$x_2^l$ la fraction molaire de l’éthanol en phase liquide
$x_2^g$ la fraction molaire de l’éthanol en phase gazeuse
$p_1$ la pression de vapeur saturante du méthanol pur
$p_2$ la pression de vapeur saturante de l’éthanol pur
$p_0$ la pression de vapeur totale ?
Et est-ce que tu as, dans ton cours, de beaux diagrammes qui pourraient s’appeler "diagrammes binaires" avec des histoires de courbes de rosée et courbes d’ébullition ?
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