Transcript corrigé - Chimie PC La Martinière Monplaisir

03 et 10/11/2014
Thermochimie
PC2014/2015 – Lycée La Martinière Monplaisir
TP n°6 – Correction – 1 / 3
TP n°6 – Correction
CONSTRUCTION DU DIAGRAMME BINAIRE ISOBARE EAU / PROPAN-1-OL
Q1 :
La littérature donne pour l'homoazéotrope eau/propan-1-ol :
TA = 361 K, xA(eau) = 0,568
Coordonnées de l'homoazéotrope : TA = 88°C et xA(propanol) = 0,432
Q2 :
indice p pour propan-1-ol ; indice e pour eau
xp = np/(np+ne) = (mp/Mp)/(mp/Mp+me/Me) = (dpVp/Mp)/(dpVp/Mp+deVe/Me)
xp = 1/(1+(deVeMp)/(dpVpMe))
Rem : cette formule est valable pour V en mL et M en g.mol-1
Q3 :
Voici les courbes d'étalonnage obtenues par chaque groupe :
n (10ª³ )
n (10ª³ )
1380
1380
1370
1370
1360
1360
1350
1350
1340
1340
1330
1330
0.2
0.4
0.6
0.8
1
x
0.2
0.4
0.6
0.8
x
On a réalisé une modélisation à l'aide d'une courbe de type :
nD(x) = A + B.ln(x) + C.x.ln(x) + D/x.ln(x) + D
Ce modèle n'a aucune justification théorique, il permet juste de retrouver x connaissant n (pour des
valeurs de x supérieures à 0,05).
Dans le cas d'un mélange idéal, on devrait obtenir une droite.
Ce n'est pas le cas pour le mélange étudié qui n'est donc pas idéal.
Ceci est prévisible, le propan-1-ol, bien que protique et donc capable de réaliser des liaisons H avec l'eau
(ce qui explique la miscibilité totale) possède une chaîne carbonée conséquente qui détruit l'organisation
des molécules d'eau en sein du liquide.
03 et 10/11/2014
Thermochimie
PC2014/2015 – Lycée La Martinière Monplaisir
TP n°6 – Correction – 2 / 3
Q4 :
Voici les binaires obtenus par les deux groupes :
courbe de rosée
L=V
V
L=V
L
homoazéotrope
courbe d'ébullition
À titre de comparaison, voici le binaire simulé à l'aide du logiciel VLE-Calc :
http://vle-calc.com/phase_diagram.html
et le binaire proposé dans la publication originale :
L'accord est correct.
03 et 10/11/2014
Thermochimie
PC2014/2015 – Lycée La Martinière Monplaisir
TP n°6 – Correction – 3 / 3
Q5 :
On observe un binaire à déviation positive.
Ceci peut être justifié par le fait que la phase liquide pour un mélange est moins organisée que celle pour
les corps purs. En effet, les molécules de propan-1-ol cassent l'organisation par liaisons H des
molécules d'eau. Il est donc plus facile de faire entrer en ébullition le mélange que les corps purs.
En moyennant les résultats obtenus par 13 groupes, on obtient les coordonnées suivantes pour
l'homoazéotrope : TA = 82,5°C, xA = 0,43.
Ceci est à comparer avec les valeurs de la littérature : TA = 87,7°C et xA = 0,43 %.
La valeur de la composition est en accord avec la littérature. En revanche, la température est trop faible
(peut être que la tête de colonne n'est pas en équilibre thermique).
Q6 :
Q7 :
La pierre ponce permet de réguler l'ébullition afin de ne pas avoir de retard à l'ébullition (mélange
métastable liquide avec T > Teb entrant brutalement en ébullition, projections possibles).
La pierre ponce, poreuse, contient des petites bulles d'air qui permettent d'amorcer l'ébullition.
Un exemple avec le café chauffé au micro-onde :
https://www.youtube.com/watch?v=BTyAtKc6S4Q
Q8 :
cf cours.
Quel que soit le mélange initial, le distillat aura la composition de l'homoazéotrope.