Diagramme de démixtion

[invite1d656ca6]

Bonjour,

Voila j'ai du realiser un tp sur la démixtion d'un mélange binaire liquide du cyclohexane et méthanol.

A partir des mesures j'ai du tracé le diagramme de démixtion du cyclohexane.
J'en ai deduit la température de miscibilité critique.
J'ai également du tracer les courbes binodales et spinodales.

Maintenant je dois estimer la solubilié du cyclohexane dans le méthnol et celle du méthanol dans le cyclohexane à 40°C en fraction massique et en g/1000 g de solvant.
Je ne sais pas trop comment faire.
Je pense que je dois me placer sur le diagramme de démixtion a 40 ° j'arrive sur une prmeiere partie de la courbe je lis la fraction massique de méthanol puis je croise la deuxieme partie de courbe (courbe parabolique) et je lis la fraction massique de cyclohexane.
Mais comment je déduis la solubilité ?

Je vous remercie d'avance pour votre aide.
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[invite2313209787891133]

Il me semble que le methanol est entierement miscible dans le cyclohexane; tu ne parlerai pas plutot de la courbe binodale eau-methanol-cyclo ?

[invite1d656ca6]

Bah on a fait des mélanges eb methanol et n y a ajouté progressivement du cyclohexane par pas de 0.05 en fraction molaire.
Puis pareil avec un mélanges de méthanol et on y ajouté du cyclo.
ON releve les températures de démixtion. Puis on chauffe et on releve les températures quand ca redevient homogene .
De la j'ai tracé la courbe de la température en fonction de la fraction molaire de cyclo. (= diagramme de demixtion)
c'est de cette courbe la que je parle.

[invite9201600c]

Salut
A partir du diagramme de demixtion, tu te places à la température que tu veux (ici 40°C).
Ensuite tu relèves les fractions massiques correspondantes pour le cyclohexane et pour le MeOH, qui correspondent aux solubilités en fraction massique!

pour la solubilité en g/1000g de solvant, il faut que tu partes de l'expression de la fraction massique. Il te suffit alors de fixer la masse de solvant à 1000g et de calculer la masse de ch (ou MeOH) associée pour obtenir la valeur de fraction massique que tu as relevée sur le graphique.

J'espère que ce que je viens d'écrire est clair, parce que je suis un peu fatigué...!
bon courrage!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1d656ca6]

J'ai trouvé avec mon diagramme la fraction molaie de méthanol = 0.225 et celle de cyclo = 0.8 le total est supérieur a 1 ! je sais pas i je devrais faire plutot 1-0.225 pour trouver la fraction molaire de Cyclo ?

et ensuite j'ai calculer les fraction massiques
Mais pour 1000g de solvant j'ai d'abord calculer les masse de cyclohexane et méthanol j'ai trouver m (MeOh)=107 g et m (cyclo)=9309 g ça fait beaucoup non ?

[invite1d656ca6]

en fait j'ai un gros doute sur l'utilisation de mon diagramme.
parce que en fait on a fait un mélange en methanol et on y a ajouté progressivement du cyclohexane par pas de 0.05 en fraction molaire de méthanol XMe en allant de 0.95 à 0.50
Puis pareil avec un mélange de méthanol et on y ajouté du cyclo avec fraction molaire de cyclo XCh allant de c.95 à 0.5
pour les 2 expériences, on releve les températures de démixtion. Puis on chauffe et on releve les températures quand ca redevient homogene.

et pour tracer le digramme de cyclo T=f(X(Ch) avec les temératures associées aux fraction molaire e méthanol j'ai fai X(ch)=1-Xme pour deduire les fraction molaire de cyclo et la j'ai pu tracer les courbe entiere de 0 à 0.95.
Déja je ne sais pas si c'est bon.

et de ce fait pour voir les fraction molaire de cyclo et méthanol sur mon diagramme a une certaine température, je me, placais a une température et je lisais sur la premire partie de la courbe la fraction molaire de méthanol et la deuxieme partie de courbe (car parabole) la fraction moalire de cyclo.
Mais je me demande si c'est correct vue que j'ai tracé T=f(Xch) je ne lis donc pas directement X(Me).

J'espere que je me fais comprendre.
Pouvez vous m'expliquez me dire si ce que j'avais fait c'était correct ou pas ?

[invite2313209787891133]

Si tu as construis ton diagramme correctement il est impossible que tu trouve une somme differente de 1.

Logiquement ta courbe devrait ressembler à ça en gros:


A gauche tu as 100% de methanol, à droite 100% de cyclo.
La courbe represente la limite de miscibilité à une temperature donnée en fonction des proportions de chaque constituant. Dans la zone delimitée par la courbe tu es biphasique, en dehors tu es monophasique.

Si tu te place sur une droite (à 40°C dans ton exemple) cette droite coupe la courbe en 2 points:
Le point de gauche represente la solubilité du cyclo dans le methanol à 40°C.
Le point de droite represente la solubilité du methanol.

Les proportions sont determinées par l'axe des abscisses; pour le point de gauche par exemple on a environ 91% de methanol (et donc 9% de cyclo).

[invite2313209787891133]

Petite remarque quand meme: Cette courbe est juste indicative, ne t'etonne pas si la tienne est differente.

[invite9201600c]

En fait le diagramme de demixtion que tu as tracé c'est la fraction massique en cyclohexane en fonction de la température.--> Les deux fractions que tu relèves sur ton graphique sont des fractions massiques en Ch.

Sur la première partie du diagramme, c'est le MeOH qui est en excès (phase riche en MeOH) et donc tu obtiens directement la fraction massique en Ch.

Sur la seconde partie c'est le ch qui est en excès (phase riche en Ch) et pour obtenir ta fraction massique en MeOH tu dois soustraire la valeur que tu relèves graphiquement à 1.
Tu obtiens ta fraction massique en MeOH

Ensuite il te suffit de faire les calculs de solubilité en g/1000g de solvant que je t'ai dit hier.
Concernant le tracé de ton diagramme, tu as fait ce qu'il fallait!En théorie tu obtiens une belle parabole totalement symétrique par rapport à Xch=0.5.

Pour les fractions massiques, celle du cyclo me semble abérante...recalcule les deux!

Bon amusement!
A.

[invite1d656ca6]

a ok ba jme suis tropée alors pour mes fractions molaires. Parce que par exmeple avec le diagramme de Dudulle si je prend ses point j'avais di qu'il y avait 9% de méyhanol et donc 90 % de cyclo or si j'ai bien ciompris c'est l'inverse.
Moi je lis les fractions molaire j'ai du les convertir pour trouver les fractions massique.
Pour ce qui est des fraction en g pour 1000g de solvant j'ai fais ça comme calcul et je trouve pas mon erreur :
Y(Me)= m(Me) / [m(Me) +m(Ch)]
[m(Me) +m(Ch)]* Y(Me)= m(Me)
m(Me)= m(Ch)*Y(Me) / (1-Y(Me))
= 1000* 0.097 / (1-0.097)
= 107.42 g

[invite2313209787891133]

Ce n'est pas forcement l'inverse, tout depend de la façon dont tu as construis ton diagramme.

Dans mon exemple le 100% de methanol est à gauche et le 100% de cyclo à droite.
La droite coupe la courbe en 2 points; le point de droite represente la composition de la phase superieure (environ 91% cyclo/9% MeOH), celui de gauche celle de la phase inf (91% MeOH/9% cyclo). Les rapports ne sont pas necessairement les memes.

Je pense que ton erreur venait plutot du fait que tu lisais la concentration en cyclo sur un point et celle en methanol sur l'autre, ce qui peut effectivement amener à un total different de 1.

[invite1d656ca6]

Ba dans mon diagramme, la courbe de gauche correspond a un mélange riche en méthanol et la courbe de droite correspond a un mélange riche en cyclo.
Donc mon point à 40° à gauche correspond a la solubilité du cyclo dans méthanol ?

mais je lis des fraction molaires et non des concentrations et la somme et légérement différentes de 1, d'ailleurs les 2 courbes se recoupent mais pas super bien pour l'une la T critique c'est 47.9 pour l'autre c'est 48.2. C'est pas du a toutes ces erreurs expérimentales que la somme est egal a 1.025 plutot que 1 ?


(désolée d'insister mais je suis pas sure de moi)

[invite2313209787891133]

Si la partie gauche correspond à un melange riche en methanol alors ton diagramme est construit comme mon exemple.

Le point d'intersection de la droite de 40°C et de la partie gauche de la courbe correspond à la solubilité du cyclo dans le MeOH.
Par contre il est impossible que tu trouve une somme differente de 1, en fraction massique ou molaire, etant donné qu'il s'agit d'un point unique. Si par exemple tu trouve une fraction molaire de 0,22 en cyclo (valeur lue sur l'axe des abscisses) la fraction molaire en MeOH est forcement 1-0,22.

[invite1d656ca6]

J'ai encore une question.
Voila j'ai du tracer la variation d'enthalpie libre molaie a 3 température : a la température de miscibilité critique, à une température en dessous de la température de miscibilité critique, et au dessus.
et donc à une température en dessous de la température critique on voit des états instables et métastable de la solution mais a Tcritique et au-dessus c'est stable ? C'est bien ça ?

[invite1d656ca6]

Et j'ai du tracer les courbes spinodales et binodales avec la courbe de démixtion.
Toutes ses courbes sont tangentes au point de température de miscibilité critique.
Cependant je dois interpréter ces courbes, mais je ne sais pas comment car on a pas encore fait le cours la dessus.

Pouvez vous m'aider a interpréter ces courbes svp ?
Je vous remercie d 'avance