Chimie des solutions : quelques questions

[Fajan]

Bonjour,

Suite à un cours de chimie analytique des solutions qui s'est transformé en cours de thermodynamique, j'ai quelques questions que j'aimerais poser :


1) On me parle de quantification d'interactions avec le solvant et on me dit que : le delta G d'inter action ion-ion = deltaG interaction ion-solvant + force ionique.

Oké, maios que représente le delta G d'interaction ion-ion? car je ne vois pas de réaction dans ce cas ci...

2) On me parle et me démontre par plein de formule : le potentiel chimique. Mais qu'est ce? D'après les formules je pense que ca doit être une enthalpie libre d'un composé dans un mélange... mais je n'en suis pas sur...

3) On me dit que le potentiel chimique d'un gaz réel est lié à la "fugacité" par une formule, mais qu'est ce que la fugacité?

4) On me dit par la loi de henry que : concentration : constante de Henry * Pression
Je ne comprend pas la formule... Le concentration d'une solution est proportionnelle la pression que l'on exerce dessus?

Merci de votre aide

Fajan
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[moco]

Je ne comprends pas ta question 1.
Dans la question 2, le potentiel chimique est effectivement l'enthalpie libre molaire d'un constituant particulier.
La fugacité est la pression qu'aurait un gaz à P et T donnée, s'il était parfait. Pour l'azote à 300°C, la fugacité est de 10.04 bar à une pression de 10 bar. Elle est de 104.6 bar à une pression de 100 bar.
La loi de Henry dit que la concentration d'un gaz en solution dans l'eau est proportionnelle à la pression de ce gaz au-dessus de la surface de l'eau. Ex.: A la pression de 1 bar, l'eau dissout 10 mg O2 à 20°C. Mais si la pression de O2 double, la quantité de O2 dissous double aussi. A 10 bar, l'eau dissout 100 mg de O2.

[Fajan]

Merci beaucoup pour vos réponses!

Pour la question 1: on m'a parler d'enthalpie libre d'interaction entre ion - solvant et entre ion - ion dans une solution.

On me définit :

delta G_{interaction ion solvant} = -N_a q²/r * (1-1/epsilone)

où = Na = avogadro
q²= charge en coulomb de l'ion
r= rayon ionique
epsilone = moment dipolaire


J'aimerais savoir que représente cette enthalpie? Quelle énergie? l'énergie donnée ou captée par le solvant sur les ions?

[Fajan]

La fugacité est la pression qu'aurait un gaz à P et T donnée, s'il était parfait. Pour l'azote à 300°C, la fugacité est de 10.04 bar à une pression de 10 bar. Elle est de 104.6 bar à une pression de 100 bar.
La loi de Henry dit que la concentration d'un gaz en solution dans l'eau est proportionnelle à la pression de ce gaz au-dessus de la surface de l'eau. Ex.: A la pression de 1 bar, l'eau dissout 10 mg O2 à 20°C. Mais si la pression de O2 double, la quantité de O2 dissous double aussi. A 10 bar, l'eau dissout 100 mg de O2.

J'ai encore un peu de mal...

J'ai une formule pour calculer le potentiel chimique pour un gaz parfait où intervient ln P/P0 où P=pression partielle du gaz et P0= pression de référence

pour un gaz non parfait idem mais : ln f/f0

Je ne comprend pas la différence de calcul si f=pression si le gaz était parfait... Alors pour moi f=P

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

la loi des gaz parfaits est une loi idéale. Aucun gaz ne suit cette loi. Ils la suivent presque, mais jamais exactement. La différence entre la pression mesurée et celle calculée avec P = nRT/V est minime, en général inférieure à 1%. On la néglige en général.
Mais pour être honnête, il ne faudrait pas introduire le volume du récipient dans la loi PV = nRT. Il faudrait mettre le volume libre, disponible aux molécules, c'est-à-dire le volume du récipient moins celui pris par les molécules elles-mêmes. Il faudrait aussi tenir compte que les molécules s'attirent un peu entre elles. Cela introduit un terme correctif minime, ridicule peut-être, qui corrige la pression, laquelle qui devient la fugacité.

[Fajan]

Ah oké! Donc si je comprend bien la fugacité est la pression que l'on pourrait calculer avec l'équation de van der waals?

[moco]

Si tu veux, sauf que l'équation de van der Wals est elle-même une approximation, meilleure que PV = nRT, mais pas parfaite. Si on veut une équation parfaite, il faut établir ce qu'on appelle l'équation du viriel, où la pression est corrigée par une somme de termes en 1/V2 (comme dans van der Wals), mais aussi en 1/V3, 1/V4, 1/V5, etc.

[Fajan]

Si tu veux, sauf que l'équation de van der Wals est elle-même une approximation, meilleure que PV = nRT, mais pas parfaite. Si on veut une équation parfaite, il faut établir ce qu'on appelle l'équation du viriel, où la pression est corrigée par une somme de termes en 1/V2 (comme dans van der Wals), mais aussi en 1/V3, 1/V4, 1/V5, etc.

Ah oui j'ai également vu l'équation des gaz par le viriel, mais merci, cela m'éclaire grandement!