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Niveau maths sup
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chimie gaz et equilibres

Posté par
Tot
09-06-16 à 21:02

Bonjour

Qui pourrait m'aider?

A 50°C, les pressions de vapeur du tétrachlorure de Carbone  pur et de l'acétate d'éthyle pur valent respectivement 306 et 280 mm Hg.

1) Quel est le solvant le plus volatil et pourquoi?

Je pense que c'est le CCl4 mais j'aimerais une explication

2) Quelle est la composition de la solution de ces 2 constituants dont la pression de vapeur en équilibre avec cette solution vaut 303,4 mm Hg à cette t°?

3) Quelle sera la composition du mélange (fraction molaire) en entrant à l'ébullition à 50°C pour une pression de 295 mm Hg?

4) Quelle sera alors la composition (fraction molaire) de la vapeur émise?

5) Si on ajoute 1,087 g d'un soluté non volatil à 80 g de CCl4 pur, la pression de vapeur de la solution ainsi formée est de 305 mm Hg à 50°C
Quelle est la masse molaire du soluté?


Merci pour l'aide pour ce problème long et difficile

Posté par
vanoise
re : chimie gaz et equilibres 09-06-16 à 22:26

Bonsoir
Lorsqu'à une température donnée, un liquide, après vaporisation partielle,  est en équilibre avec sa vapeur, la pression partielle de la vapeur est égale à sa pression de vapeur saturante. En assimilant la vapeur à un gaz parfait, il est facile de montrer que, dans un volume donné de gaz en équilibre avec le liquide, plus la pression de vapeur saturante est grande plus la quantité de vapeur formée est grande...

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 07:19

pas encore très clair pour la relation entre pression de vapeur et volatilité.

J'ai encore une question: quand H2O a une pression partielle supérieure à sa pression de vapeur saturante de H20 à une certaine T°, j'ai vu dans un problème que H20 se condensait et qu'alors sa pression contribuait à la pression totale du melange à raison de sa pression de vapeur saturante
Pourquoi? et ce n'est pas le contraire de l'explication précédente:"plus la pression de vapeur saturante est élevée, plus la quantité de vapeur est grande,..."

Merci pour l'explication et aussi merci d'avance pour l'aide pour les autres points de ce problème.

Posté par
vanoise
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 10:42

Bonjour
As-tu étudié en cours le diagramme d'équilibre P=f(T) d'un corps pur ?
Si le liquide et la vapeur coexiste en état d'équilibre la pression partielle de la vapeur est nécessairement égale à Ps : la pression de vapeur saturante. Si, à température fixe, la pression devient supérieure à Ps, la vapeur se liquéfie : on obtient du liquide seul. Si la pression devient inférieure à Ps, le liquide se vaporise entièrement : on obtient de la vapeur seule.
Pour te convaincre du lien entre valeur de Ps et volatilité : imagine une bouteille d'un litre : tu introduit au fond une petite quantité de liquide et tu bouches hermétiquement. La quantité de liquide est suffisante pour qu'il en reste une fois l'équilibre liquide vapeur atteint mais cependant assez faible pour qu'il soit possible de considérer le volume de la phase gazeuse très proche de 1litre.
En supposant la température maintenue constante et égale à 50°C, calcules la quantité de CCl4 vaporisé lorsque l'équilibre est atteint.
Refait ensuite le calcul en supposant que le liquide est maintenant de l'eau sachant qu'à 50°C : Ps = 92,6mmHg. Tu constateras que CCl4 est beaucoup plus volatil que l'eau...

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 11:54

Oui, maintenant c'est vu !
En effet, pour CCl4 j'obtiens 0,0179 moles et pour H20 0,00459 moles.
Donc le CCl4 est plus volatil puisque sa pression de vapeur saturante est plus élevée.

Merci d'avance pour la suite, je suis en panne et j'attends votre aide

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 12:24

Pour le point 2 c'est ok aussi

Ce qui est difficile pour moi c'est de comprendre que dans l'énoncé les pressions de vapeur du CCl4 et de l'acétate d'éthyle sont des pressions de vapeurs saturantes
J'ai au début cru qu'il s'agissait de pressions partielles mais alors la somme des
pressions partielles n'était pas égale à la pression totale.

Par contre pour la suite ????
Merci

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 12:35

Pour le point 3 j'ai fait comme pour le point 2) c'à-d:

Ptot= PsCCl4x XCCl4 + PsAcx XAc et XCCl4+ XAc= 1
Je remplace et j'ai pour le pont 3)
295= 306xXCCl4 + 280 (1-XCCl4)

XCCl4= 15/26=0,58 et XAc= 0,42 mais cela me parait fort simple non?

Merci

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 12:46

pour le point 4) si le point 3) est juste la réponse est aussi bonne  mais alors pour le point 5???

Posté par
vanoise
re : chimie gaz et equilibres 10-06-16 à 23:21

Bonsoir
Tout ce que j'ai écrit précédemment sur le caractère volatil et les pressions de vapeur saturante est valide seulement dans le cas d'un liquide pur susceptible d'être en équilibre avec sa vapeur.
La suite concerne les mélanges binaires... Gros problème : selon wikipédia ( ) le mélange tétrachlorure de carbone (ou tétrachlorométhane)-acétate d'éthyle n'est pas un mélange idéal : la loi de Raoult ne s'applique pas. Impossible dans ces conditions de répondre sans plus de précision !
Plus de précision ici :
Evidemment, à titre d'entraînement, tu peux toujours résoudre le problème en supposant le mélange idéal mais les résultats obtenus seront très éloignés des résultats expérimentaux...

Posté par
Tot
re : chimie gaz et equilibres 11-06-16 à 08:49

Un grand merci pour l'attention que vous portez à mes questions
Je vais regarder ce qui concerne les mélanges binaires et tout de même résoudre à titre d' entrainement mon exercice.
Je vais bientôt passer à un autre chapitre et j'aurai plus que probablement encore besoin de votre savoir et votre pédagogie

Merci beaucoup
A bientôt



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