Thermodynamique Chimique
Françoise Brénon-Audat/Claude Mesnil
Hachette Supérieur
Préface
3
Sommaire
4
Chapitre 1 : Principes de la thermodynamique - Fonctions d'état
7
1 Composition d'un système en phase liquide12
2 Paramètres liés à une phase gazeuse12
3 Composition d'un système en phase solide12
4 État d'un système gazeux par mesure de pression12
5 État d'un système par mesure de masse volumique13
6 Densité gazeuse13
7 ** État d'un système par mesure de densité gazeuse13
8 Composition d'un mélange gazeux14
9 Variations des fonctions thermodynamiques des gaz parfaits14
10 Vaporisation et variation d'énergie interne14
11 * Vaporisation et variation d'entropie avec la pression14
12 Vaporisation et variation d'entropie avec la température15
13 Variation d'enthalpie libre d'un liquide lors d'une compression isotherme15
14 Variation d'entropie lors d'un transfert de chaleur15
15 * Sens du transfert de chaleur entre deux sous-systèmes16
16 * Ébullition de l'eau16
17 * Sublimation du carbone16
Chapitre 2 : Potentiel chimique
24
1 Grandeurs molaires partielles dans les mélanges idéaux. Comparaison aux grandeurs molaires des corps purs29
2 Volume molaire partiel29
3 * Volume molaire partiel et molalité29
4 Potentiel chimique d'un gaz parfait30
5 Potentiel chimique d'un constituant en mélange condensé idéal30
6 Potentiel chimique d'un constituant en mélange liquide non idéal31
7 Comparaison des potentiels chimiques standard lorsque la variable de composition change31
8 Potentiel chimique et molalité32
9 Solution solide idéale32
10 Variation du potentiel chimique d'un solide avec la pression32
11 ** Application de la relation de Gibbs-Duhem33
12 ** Expression du potentiel chimique d'un gaz réel33
13 ** Potentiel chimique et facteur de fugacité d'un gaz réel à partir d'un modèle34
14 Loi de Raoult34
15 Compositions des phases d'un mélange idéal en équilibre liquide-vapeur35
16 Calcul de la solubilité des gaz à partir de la loi de Henry35
17 ** Réciprocité entre lois de Raoult et de Henry35
18 Détermination de coefficients d'activité36
19 Étude thermodynamique du mélange eau-nitrate d'éthylammonium36
Chapitre 3 : Grandeurs de réaction
55
1 Relation entre DeltarH° et DeltarU°59
2 États standard de référence des éléments59
3 Réactions de formation59
Calculs d'enthalpies standard de réaction
4 Liaison carbone carbone dans le diamant60
5 Atomisation et formation du 1-chloropropan-2-ol60
6 Enthalpie réticulaire de l'oxyde de nickel60
7 Enthalpie standard de réactions d'hydratation61
8 ** Thermodynamique de l'électron solvaté dans l'eau61
Grandeurs standard de réaction et température
9 Formation du chlorure d'hydrogène et équilibre Deacon62
10 Réaction de Boudouard63
11 Évolution du tétraéthylplomb dans l'atmosphère64
12 Déshydratation du gypse64
13 Entropie absolue du diiode en fonction de la température65
14 Ion hydronium et électron conventionnel66
15 Grandeurs standard des ions66
16 Température et pression d'explosion67
Chapitre 4 : Évolution et équilibre
78
Calcul de constante d'équilibre
1 Produit ionique de l'eau81
2 Dismutation du dichlore81
Sens d'évolution d'un système donné et équilibre
3 Affinité chimique et couplage. Changement d'état de référence81
Un seul équilibre. Influence de la température
4 Variation de la constante d'équilibre K° en fonction de T82
5 Équilibre de dissociation du chlorure de sulfuryle83
Équilibres simultanés
6 Dissociation du sulfate de manganèse83
7 Équilibres d'estérification avec deux alcools et un acide84
8 Détermination indirecte de la constante d'équilibre de l'équilibre de Boudouard84
9 Équilibres de partage entre deux phases et de complexation du diiode.
Interprétation des données des tables85
10 Calcul de variation d'enthalpie libre au cours d'une transformation87
11 Étude de l'équilibre de synthèse du méthanol87
12 Équilibre de synthèse de SO388
Chapitre 5 : Variance
100
Systèmes physico-chimiques monophasés mettant en jeu un seul équilibre
1 Synthèse de l'ammoniac103
2 Influence de la pression103
Systèmes physico-chimiques polyphasés mettant en jeu un seul équilibre
3 Grillage de la blende104
4 Réduction de la magnétite par l'hydrogène104
5 Dissociation d'un solide105
Systèmes physico-chimiques mettant en jeu plusieurs équilibres simultanés
6 Dimérisation du dioxyde d'azote105
7 Conversion du méthane et du monoxyde de carbone105
Présence de constituants inactifs
8 Oxydation en présence de dioxygène ou d'air106
9 Pyrométallurgie du mercure107
Équilibre ne mettant en jeu que des phases condensées
10 Mélanges de magnésium et de silicium107
11 Oxydes de fer107
Variance, équilibre et rupture
12 Dissociation du carbamate d'ammonium108
13 Dissociation simultanée de deux carbonates108
Équilibres impliquant des solutions et des ions
14 Solution aqueuse de chlorure de sodium108
15 Solution de sulfure d'hydrogène saturée109
16 Extraction liquide-liquide109
Chapitre 6 : Déplacements d'équilibre
122
Sens du déplacement par variation de température ou de pression
1 Lois de Van't Hoff et de Le Chatelier126
2 Détermination d'une variation126
Ajout de constituant
3 Déplacement d'équilibre en phase aqueuse126
4 Déplacement de l'équilibre de formation d'eau par addition d'air127
5 Déplacement d'équilibre pour un système polyphasé128
6 Rendement et proportions stoechiométriques128
Problèmes généraux : variance, relation à l'équilibre, petits déplacements
7 Étude de l'équilibre de Deacon128
8 Équilibres fer, oxydes de fer, hydrogène, eau129
9 Deux équilibres simultanés130
10 Stabilité thermodynamique des oxydes131
11 Synthèse industrielle de l'éthanol131
Chapitre 7 : Équilibres binaires solide-liquide
149
Miscibilité totale dans les états solide et liquide
1 Binaire solide-liquide or-argent153
2 Diagramme binaire cuivre-nickel154
3 Purification d'un semi-conducteur par la méthode de la fusion de zone154
Diagramme avec eutectique
4 Diagramme d'équilibre solide-liquide du mélange naphtalène ?-naphtol155
5 Équation des courbes du diagramme binaire benzène-diphényle156
Diagramme avec composés définis
6 Étude de l'alliage aluminium-hafnium157
7 Étude de l'alliage nickel-bore158
8 Étude de l'alliage zinc-arsenic159
9 Diagramme de phases de céramiques contenant du silicium159
10 Mélange réfrigérant glace-sel162
Chapitre 8 : Équilibres binaires liquide-vapeur
179
Équilibre liquide-vapeur de mélanges idéaux
1 Mélange de bromobenzène et chlorobenzène. Diagramme isotherme185
2 Équilibre liquide-vapeur du mélange styrène-éthylbenzène. Diagramme isobare. Distillation185
Équilibre liquide-vapeur de mélanges non idéaux
3 Étude du binaire argent-cuivre à 1 423 K187
4 Distillation d'un mélange binaire zinc-cadmium188
Diagrammes binaires avec azéotrope
5 Mélange eau-propanol189
6 * Démonstration du théorème de Gibbs-Konovalov190
Diagrammes binaires avec non-miscibilité à l'état liquide
7 Équilibre liquide-vapeur des mélanges eau et naphtalène190
8 Étude du diagramme binaire liquide-vapeur eau-quinoléine191
Osmose
9 Pression osmotique et déterminations de masses molaires192
Ébulliométrie
10 Détermination d'une masse molaire par la méthode ébulliométrique194