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1 Exercices Dernière série d'exercices sur les diagrammes binaires Exercice 1 : mélange zinc-arsenic Le diagramme de cristallisation du binaire arsenic-zinc sous une pression de 1 bar est donné ci-dessous. Il montre l'existence de deux composés définis de fraction massique en arsenic As : w1 = 0,433 et w2 = 0,696. 1) Quellee
laformulede compo défini corre pondan auxfrac ion ma ique w1e w2?2) Préci erlana urede pha e e leurcon enudan le domaine qui on numéro é de1à9 urlediagramme.Exercices MathSpé PC 2012-2013C. Saury PC Page 6 sur 7
Exercice 5 : CCP PC 2001
Le diagramme de cristallisation du binaire arsenic/zinc, sous une pression de 1 bar, est donné à la figure suivante. Il montre l'existence de deux composés définis de fraction massique en arsenic As :w1= 0,433 et w2 = 0,696.1) Quelle est la formule des composés définis correspondant aux fractions massiques
w1et w2.2) la nature des phases et leur contenu dans les domaines numérotés de 1 à 9 sur la
figure.3) Donner la nature des points numérotée C1, C2 et E1, E2 et E3
4) On introduit dans une enceinte à une température constante de 400 °C un liquide
de fraction massique en arsenic égale à 0 ,85 qui est initialemen t à une température de 1000°C (point sur le diagramme). a. Tracer la courbe de refroidissement en précisant les phases en présence. b. Donnez les quantités et la composition des phases en présence à 750°C et à400°C.
On donne :
M(Zn) = 65,4 g.mol
-1M (As) = 75,0 g.mol
-1 w1 w2 W(As) 0,85 w1w2 0,852 3) Donnerlana urede
poin qui on numéro éC1,C2,E1,E2e E3.4) Onin r odui ,dan
uneencein eà empéra urecon an ede400°C,1200g d'unliquide defrac ionma iqueenar enicégaleà0,85quieini ialemen àune empéra urede1000°C.4.1. Tracer la courbe de refroidissement en précisant les phases en présence. 4.2. Donner les quantités et la composition des phases en présence à 750°C et à 400°C. Données : M(Zn) = 65,4 g.mol-1 et M(As) = 75,0 g.mol-1. Exercice 2 : mélange nickel-bore
3 Exercice 3 : mélange aluminium-magnésium Etude comparative de quelques propriétés de l'aluminium et du magnésium 1.1 Atomistique 1.1.1 Citer, avec précision, les règles permettant d'établir la configuration électronique d'un atome dans son état fondamental. 1.1.2 Ecrire la configuration électronique du magnésium, Mg (Z = 12) et de l'aluminium, Al (Z = 13), dans leur état fondamental. En déduire le nombre d'électrons de valence du magnésium et de l'aluminium. 1.1.3 Préciser la place du magnésium et de l'aluminium (période et colonne) dans la classification périodique. 1.1.4 Quels sont les nombres d'oxydation les plus courants du magnésium et de l'aluminium ? Justifier votre réponse. CHIMIEFilière PC
Concours Centrale-Supélec 200010/11
2 000 1 600 1 200 800400
2 100 1 170 1 095 1 100 1 018 H 1 H 2 H 3 H 4
0,10,2 0,30,40,50 ,60,70 ,80,91,0
x B 1 453 1 2 3 4 t en °CFigure 3
4 1.2 et 1.3 ne sont pas abordées ici 1.4 Diagramme de phases aluminium/magnésium Le diagramme de phases aluminium-magnésium présente les points remarquables suivants (voir tableau ci-dessous). La fraction molaire en aluminium, Al
x (0 ≤ Al x≤ 0,60), ainsi que la température de fusion correspondante à cette composition sont indiquées pour une pression fixée à 1 bar : Al
xTempérature de fusion (°C) Magnésium 0,00 650 Eutectique E1 0,30 440 Composé défini D1 0,40 460 Eutectique E2 0,55 455 Composé défini D2 0,60 470 1.4.1 Quelles sont les formules des composés définis D1 et D2 ? 1.4.2 Représenter, pour 0 ≤ Al
x≤ 0,60, l'allure du diagramme de pha ses solide-liquide magnésium/aluminium en indiquant clairement l a composi tion et la tempéra ture des points remarquables. 1.4.3 Qu'appelle-t-on eut ectique ? Trace r l'allure de la courbe de refroidissement isobare pour un mélange liquide ayant la composition de l'eutectique E1. Indiquer, pour chaque portion de cette courbe, la variance et les phases en présence. 1.4.4 Tracer l'allure de la courbe de refroidissement isobare pour un mélange l iquide de frac tion molaire en aluminium, Al
x= 0,35. Indiquer, pour chaque portion de cette courbe, la variance et les phases en présence. Données : Température de fusion sous 1 bar : Tf(Al) = 930 K ; Masse molaire (en g.mol-1) : O : 16 ; Al : 27 Numéros atomiques : Mg : 12 ; Al : 13 Exercice 4 : silicate monocalcique - aluminate monocalcique Le
mélange fondu de ilica emonoc alcique(CaO,SiO2)e d 'alumina e monocalcique(CaO,Al2O3)peuven ,parrefroidi emen ,fournirde cri auxpur de ilica ee d'alumina ee au ide cri auxd'uncompo