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Diagramme binaire liquide/solide
Bonjour à tous,
Voici mon exercice ainsi que mes réponses en bleu :
La silice est présente dans la nature sous de nombreuses formes. Parmi les différents minéraux rencontrés, on retrouve un composé formé avec l'alumine : la mullite. On donne le diagramme binaire du mélange silice-alumine ci-dessous :
1. Comment un tel diagramme est-il obtenu ?
Ce diagramme est obtenu en mesurant la température de solidification de différents mélanges silice-alumine en faisant varier le pourcentage massique en alumine du mélange.
C.2. Identifer et nommer les courbes remarquables de ce diagramme binaire.
La courbe du liquidus est surligné en jaune et celle du solidus en rouge (cf schéma)
C.3. Défnir ce que sont un composé chimiquement défni et une solution solide. Quelle est la différence entre ces composés ?
Une solution solide est un mélange de corps purs formant un solide homogène et pour le cdd je ne sais pas.
C.4. Qu'est ce que la mullite ? Quelle est sa composition ? Expliciter votre raisonnement.
La mullite est un alliage de silice (SiO2) et d'alumine (Al2O3), comment puis je déterminer sa composition ?
5) À quoi correspond le point à la température de 1595°C et à une composition de 10% d'alumine environ ?
Le point à la température de 1595°C et à une composition de 10% d'alumine environ correspond à un eutectique.
6) Rappeler la formule simple de la variance et la calculer en ce point.
La variance est v=4-φ avec φ le nombre de phase en présence. Ici v=4-3=1.
On ajoute à 1kg de mullite ccd fondue à 2000◦C 10 moles de silice. On note ce mélange M.
7) Quelle est la composition massique du mélange M ?
On a m_SiO2=nM=10×60=600 g. Ensuite je bloque.
8) Quels sont les constituants (chimiques et physiques) du mélange M à 1700°C ? Donner leurs proportions.
Je suis bloqué
9) Représenter l'allure de la courbe de refroidissement du mélange M en fonction du temps en précisant les différentes parties.
Je suis forcément aussi bloqué
Merci par avance pour votre aide précieuse.
Bonsoir
Une solution solide correspond à un alliage des deux solides dans des proportions quelconques (on dit aussi : non définies, exemple les alliages par substitution). En revanche, solide de composition définie est un solide ou les proportions des deux solides sont bien déterminées (exemple : alliage par insertion).
Pour la nullite,pour 100g d'alliage, tu as environ 72g de Al2O3 soit sensiblement une mole alors que tu as 28g de SiO2 soit sensiblement 0,5mol. La formule chimique de la nullite peut s'écrire :SiO2(Al2O3)2.
Pour 7 : pour un mélange de 1600g, tu as 1000g de Al2O3, cela dorrespond à un pourcentage massique d'environ :62,5%.
Je te laisse continuer... Pose d'autres questions si tu le juges utile.
Ah oui d'accord pour trouver les 72g de Al2O3 il fallait juste regarder la flèche en bas.
Pour la 7), quand on dit on ajoute 1kg de mullite ccd fondue pour moi ça ne correspond pas à 1000g de Al2O3 car dans la mullite il y a aussi de la silice, donc la masse de Al2O3 est inférieure à 1kg, non ?
Pour la 7) il ne s'agit pas, comme je l'ai lu un peu trop vite, de 1kg d'alumine mais de 1kg de mullite. Pour 1600g de mélange, tu as donc environ :
720g de Al2O3
(280+600)g de SiO2
Le pourcentage massique de Al2O3 est ainsi d'environ : 45%
Toutes mes excuses pour cette étourderie !
Ainsi pour la question 8 :
Le mélange M à 1700°C est composé d'une phase liquide homogène (silice + alumine) et d'une phase solide de SiO2(Al2O3)2. On a M de coordonnées (45 ; 1700), l'intersection avec la courbe du liquidus se trouve en L(20,5 ;1700) et avec celle du solidus en (72,1700). Ainsi d'après le théorème des moments chimiques, on obtient pour calculs 761g de solide et 839 g de liquide.
9) Courbe de refroidissement :
Est-ce correct ? Merci
D'accord avec tes calculs pour la question 8)
D'accord avec l'allure de la courbe de refroidissement. Je pense que tu saurais justifier le palier à partir de la variance...
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