Binaire eau-ammoniac
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Binaire eau-ammoniac



  1. #1
    invite563835f6

    Thumbs down Binaire eau-ammoniac


    ------

    Bonsoir,

    Je dispose d'un diagramme binaire isobare (1,013bar) eau-ammoniac, avec le pourcentage massique de l'eau en abscisse.
    On me demande de placer le point M, caractéristique de la solution:
    à 20°C, d=0,910 c(ammoniac)=12,8mol/L

    Cela fait longtemps que je n'ai pas fais de binaire, et je bloque bêtement... Comment faire pour trouver le pourcentage massique en eau dans ce mélange ?

    -----

  2. #2
    invite563835f6

    Re : binaire eau-ammoniac

    mon instinct de chimiste (lol) me dit que c'est 91% d'eau... mais je ne suis pas sûr

  3. #3
    invite66bb8aed

    Re : binaire eau-ammoniac

    En revenant à la définition de la densité (d)
    et en notant mv la masse volumique [Kg/L]
    d=mv de la solution / mv de l'eau
    mv de l'eau à 20°C ~ 1 Kg/L

    d= mv de la solution = m de solution/Volume de la solution

    Pour 1L de solution
    d = W solution [Kg/L]
    = W eau [Kg/L] + W NH3 [Kg/L]

    or W NH3 = C NH3 [mol/L]*Masse molaire NH3 [Kg/mol]

  4. #4
    invite563835f6

    Re : binaire eau-ammoniac

    Qu'appellez vous W ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite66bb8aed

    Re : binaire eau-ammoniac

    W est la concentration massique de solution d'eau ou d'ammoniac

  7. #6
    invite563835f6

    Re : binaire eau-ammoniac

    Je comprends ce que vous voulez dire, mais je ne comprends toujours pas comment remonter à la fraction massique en eau du mélange.. Ce qui me gène c'est que l'eau est le solvant.. donc il est en quantité largement supérieure à celle de l'ammoniac non ?

  8. #7
    invite66bb8aed

    Re : binaire eau-ammoniac

    L'eau n'est pas en si large excès que cela

    La fraction massique d'eau= masse d'eau/masse de la solution

    Pour 1L de solution on a :

    fraction massique d'eau = W eau / W solution
    = W eau / (Weau+W NH3)

    Or d = Weau + W NH3 (formule trouvée précédemment)
    soit Weau = d - W NH3

    De plus W NH3 = C NH3 * MM NH3
    (MM = masse molaire (Kg/mol) )

    donc

    fraction massique d'eau=Weau/(Weau + C NH3*MM NH3)
    avec Weau = d - C NH3 * MM NH3

    Pour l'application numérique
    C NH3 = 12.8 mol/L
    d= 0.910
    MM NH3 = 0.017 Kg/mol

    Si tu fais le calcul tu verras qu'il y a beaucoup d'ammoniac dans ta solution

  9. #8
    invite563835f6

    Re : binaire eau-ammoniac

    Merci, j'ai un peu mixé tout ce que vous m'avez dit afin de m'approprier un peu le calcul, en particulier je garde jusqu'à l'application numérique finale le Volume de solution qui vaut 1L, et la masse volumique de l'eau qui vaut 1kg/L afin de ne pas me tromper dans les unités lors de l'application numérique.

    J'ai trouvé %massique d'eau=76,1% est-ce bon?

  10. #9
    invite66bb8aed

    Re : binaire eau-ammoniac

    oui c'est ça
    bravo!
    bye

  11. #10
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Binaire eau-ammoniac

    Bonjour

    Je n'ai rien compris à l'explication ci dessus...

    Etant donné qu'il y a 12.8 mol/l il suffit de faire 12.8 * 17 soit 217.6 g par litre de solution.

    1 litre pèse 910 g, donc on a 217.6 / 910 = 23.9% de NH3, le reste étant bien sur de l'eau.

    Dans la mesure du possible il faut essayer de ne pas utiliser de formule toute faite, c'est le meilleur moyen de ne jamais apprendre à réfléchir.

  12. #11
    invite563835f6

    Re : Binaire eau-ammoniac

    Je n'ai pas utilisée de formule toute faite, j'ai bien compris ce que m'a expliqué petrusmok, et j'ai un peu modifié le raisonnement afin de le rendre plus accessible pour moi .. Mais merci quand même pour cette méthode simple, j'y penserai aussi la prochaine fois!

    Jai fini mon exercice, est ce qu'il serait possible que je soumette quelques uns de mes résultats.. parce qu'à la fin, ce que l'exercice propose me parait un peu étrange. Je m'explique!

    voici le diagramme binaire liquide vapeur eau ammoniac dont vous aurez besoin pour comprendre (il n'est pas bien gradué, mais il permet de se situer grossièrement): http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/...rs/AMMONI1.jpg

    1) il fallait trouver la fraction massique d'eau, qui est donc de 76,1. On se trouve dans une zone L uniquement, avec un mélange homogène eau ammoniac
    La courbe supérieure = courbe de rosée
    La courbe inférieure = courbe d'ébullition

    2) a) L'ébullition commence environ à 40°C (ordonnée du point situé sur la courbe d'ébullition avec w(eau)=0,76)
    vers 99°C, on n'a plus que de la vapeur dans le récipient (ordonnée du point situé sur la courbe de rosée avec w(eau)=076)

    b) à 70°C, on a successivement:

    w(eau vap)=0.26
    w(eau liq)=0.89
    w(NH3 vap)=0.74
    w(NH3 liq)=0.11

    (à lire grace au théorème du pallier qui dit qu'on peut lire la composition de la vapeur sur la courbe de rosée, et celle du liquide sur la courbe d'ébullition)

    Ensuite, grace au théorème des moments, on trouve que w(vap)=0,18
    d'ou on déduit, que m(vap)=w(vap)xm(tot)=0,20kg
    m(liq)=m(tot)-m(vap)=0,93kg
    d'ou on déduit successivement grâce aux fractions massiques vues au dessus que:
    m(eau vap)=0,052kg
    m(eau liq)=0,83kg
    m(NH3 vap)=0,148kg
    m(NH3 liq)=0,10kg

    Mais là il y a un HIC! puisque lorsqu'on fait la somme m(NH3 liq)+m(NH3 vap) on ne trouve pas m(NH3 tot)=C(NH3)xV(solution)xM(NH3) =217,6g (idem pour l'eau). Ce n'est pas normal n'est-ce pas? Ais-je fais une erreur ?

    3) On réalise une distillation SIMPLE (sans colone vigreux) du mélange précedent. Je dois décrire qualitativement ce qui se passe:
    - dégagement de vapeur lorsqu'on atteint 40°C
    - de 40°C à 99°C le liquide s'appauvrit en ammoniac et s'enrichit en eau
    - à 99°C, on a la dernière goutte de liquide qui est de l'eau pure

    La on me demande précisément: "est que la composition du distillat à 20°C varie au cours de l'expérience ?" Je ne comprends pas le sens de la question là..

    De plus on me demande après s'il est possible de reccueillir un des constituants pur à la fin... Moi je dis que oui, l'eau, en infime quantité non ? On retrouve de l'eau pure dans le ballon... Mais bon.. quel intérêt ? lol

    Bref, voilà un peu ce qui m'était demandé, et j'ai l'impression que j'ai fais des erreurs un peu partout

  13. #12
    invite563835f6

    Re : Binaire eau-ammoniac

    Pas d'idée?

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