[PDF] ( ) kJ thermodynamique: Examen LCU1 1ère

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ΔrG°4 T()ΔrG°2 T()ΔrG°1 T()-:=

2 GeO -----> Ge + GeO

2

3°) dismutation de GeO

la pression n'a aucun effet sur les équilibres Δν0:=pour les 3 équilibres- influence de P : la réaction est favorisée à haute température

ΔH° 0> pour les 3 équilibres :

ΔrH°3 68mol

-1 kJ=rH°2 13mol -1 kJ=rH°1 55mol -1 kJ= TlnK d dΔ H° RT 2 =relation de Van't Hoff- influence de T :2°) influence de T et P sur les équilibres GeO2 et Ge réagissent l'un sur l'autre pour donner GeO

ΔG°4 T() 0>T Tinv>- si GeO se dismute

ΔG°4 T() 0

Tinv 875K=TinvΔrH°4

rS°4:=soit ΔrG°4 T() 0=température d'inversion

ΔrS°4 48-JK

1- ?mol 1- ?=rH°4 42-kJ mol 1- fH°_GeO 255- kJ?mole1-

S°_Ge 21 J?K

1- ?mole 1- ?:=fH°_Ge 0 kJ?mole 1-

S°_H2O 222 J?K

1- ?mole 1- ?:=fH°_H2O 242-kJ?mole 1-

S°_H2 159 J?K

1- ?mole 1- ?:=fH°_H2 0 kJ?mole1- ?:=données:

I - réduction du bioxyde de germanium

kJ 10 3

J?:=R 8.315 joule?K

1- ?mole 1- ?:=données ORIGIN 1:=thermodynamique: Examen LCU1 1ère session 2002-03 corrigé

Université du Maine - Faculté des Sciences Examen thermodynamique!Retour

ΔrS°3 70J K

1- ?mol 1- ?=rH°3 68kJ mol 1-

rS°3ΔrS°1ΔrS°2+:=rH°3ΔrH°1ΔrH°2+:=rG°3 T()ΔrG°1 T()ΔrG°2 T()+:=

(3) GeO 2 + 2H 2 ---> Ge + 2H 2 O

ΔrS°2 11J K

1- ?mol 1- ?=rH°2 13kJ mol 1- ?=rG°2 T()ΔrH°2 TΔrS°2?-:= rS°2 S°_H2O S°_Ge+S°_H2-S°_GeO-:= rH°2ΔfH°_H2OΔfH°_GeO-:=(2) GeO + H 2 ---> Ge + H 2 O

ΔrG°1 T( ) 55 59 10

3- ?T?K1- ()kJ?mol 1- rS°1 59 J?K 1- ?mol 1- ?:=rH°1 55 kJ?mol 1- ?:=(1) GeO 2 + H 2 ---> GeO + H 2

O1°) calcul de

ΔG°

S°_GeO 73 J?K

1- ?mole 1-

5°) courbe P(H

2 O/PH 2 )=f(n) A 1000K, on va voir s'établir l'équilibre (1) puis l'équilibre (2)

T 1000 K?:=logτ1T( ) 0.209=K1 10

logτ1T() :=K1 1.6=P_H2O P_H2 K= logτ2T( ) 0.105-=K2 10 logτ2T() :=K2 0.8= - Dès que l'on introduit une faible quantité de H 2 , L'équilibre (1) s'établit et reste jusqu'à ce que GeO 2 soit totalement transformé en GeO; on a alors formé 1 mole de H 2

O et consommé 1 mole de H

2 soit n1 le nbre de mole de H 2 introduit quand tout GeO 2 est réduit en GeOn_H2O 1:= n1 1n_H2O

K1+:=n1 1.62=

- On continue à introduire H 2 jusqu'à atteindre le deuxième équilibre soit n2 le nbre de mole de H 2 introduit quand on atteint le deuxième équilibre n2 1n_H2O

K2+:=n2 2.27=

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4) étude des courbes log τ = f(1/T) avec τ = P_H

2 O/P_H 2 (3) GeO 2 + 2H 2 <---> Ge + 2H 2

O Kp3P_H2O

2 P_H2 2 =lnKp T()ΔrG°3 T()- RT logτ3T()1 2.3 lnKp T() 2 ?:=logτ3T()1 2.3

ΔrH°3-

2R ?T?rS°3 2R 1

2.3ΔrH°3-

2R

1777.8-K=

1

2.3ΔrS°3

2R 1.83= logτ1T()1 2.3

ΔrH°1-

RT ?rS°1 R logτ2T()1 2.3

ΔrH°2-

RT ?rS°2 R T1 Tinv Tinv 1 K?+,2000 K?..:=T2 Tinv Tinv 1 K?+,2000 K?..:=T3 400 K?401 K?,Tinv..:=

500 1000 1500 2000

3 2 1012
température (K) log10 P(H2O)/P(H2) GeO 2 GeO Ge

1°) pression de vapeur de l'acétone

i16..:=P i

1 torr?

10 torr

40torr

100 torr

400 torr

760 torr

T°C

i 59.4-
31.1
9.4 7.7 39.5

56.5:=

T i

T°C

i 273+
K?:= a) équation de Clausius-Clapeyron 1 T

Ln P()

d dΔ vH- R b) enthalpie de vaporisation

3 3.5 4 4.5 5

11357
lnP i torr 1000
T i 1000
T i 4.7 4.1 3.8 3.6 3.2 3.0 K -1 =lnP i torr 0 2.3 3.7 4.6 6 6.6 on pose: x i 1 T i :=y i lnP i torr pente x y,( ) 4019.6-K=vH R-pente x y,()?:=vH 33.4kJ mol 1-

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- l'équilibre (2) subsiste jusqu'à ce que tout le GeO soit consommé; on a alors formé 2 mole de H 2

O, on a consommé 2 moles de H

2 n_H2O 2:= soit n3 le nbre de mole de H 2 introduit quand tout GeO est réduit en Ge n3 2n_H2O

K2+:=n3 4.54=

- si on continue à ajouter H 2 , il ne se passe plus rien puisque les oxydes ont disparu, H 2 ne réagit plus bilan et représentation graphiqueon pose : rP_H2O

P_H2=n 0 0.1,6..:=

rn() K1 n n1K2 n2 n

02460.511.52 rn() n (1) (2)

II - mélange acétone-chloroforme

Pγx?P°?=

a1P1_azéo

P°1:=a1 0.256=1a1

x_azéo:=1 0.76= a2P2_azéo

P°2:=a2 0.588=2a2

1 x_azéo

-2 0.88=

III - étude d'un diagramme ternaire

données:

M_MgO 40.31 gm?mol

1- ?:=M_CaO 56.08 gm?mol 1-

M_Al2O3 101.96 gm?mol

1- ?:=M_SiO2 60.09 gm?mol 1- %Al2O3 7.3%:=%CaO 11.8 %?:=%MgO 34.2 %?:=%SiO2 46.6 %?:=

1° ) calcul des masses molaires des phases cristallisées

M_Di M_MgO M_CaO+2 M_SiO2?+:=M_Di 216.57mol

-1 gm=

M_An M_Al2O3 M_CaO+2 M_SiO2?+:=M_An 278.22mol

-1 gm=

M_Fo M_MgO 2?M_SiO2+:=M_Fo 140.71mol

-1 gm=

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2°) azéotrope acétone(1)-chloroforme(2)

x_azéo 0.335:=Tv_azéo 64.4 273.15+()K?:=données: P°1 1.31 atm?:=P°2 1.13 atm?:=P° 1 atm?:= allure de la courbe droite de Raoult :Pt_raoult x( ) x P°1?1x-( ) P°2?+:= points de la courbe expérimentalej13..:=x1 j 0 x_azéo 1:= Pt j

P°2

P°

P°1:=

x 0.01 0.02,0.99..:=

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10.911.11.21.31.4

Pt=f(x liquide)

Pt=f(x vapeur)

points expérimentaux droite de Raoult fraction molaire en acétone pression (atm)

T = 64,4°C

on observe une déviation négative par rapportquotesdbs_dbs32.pdfusesText_38

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