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diagramme ternaire d'une isotherme




  1. #1
    olfina

    diagramme ternaire d'une isotherme

    je suis tunisienne en 2ème année chimie à l'insat et ces dernier temps je rencontre quelque ptits souci de compréhension alors si vous pouvez m'aider n'hesiter pas merciiii
    Voilà,dernièrement on a réalisé en tp un diagramme ternaire de l'isotherme de solubilité d'un mélange (eau-heptane-propanol), et on nous demande d'expliquer pquoi la courbe obtenu n'est pas symétrique ... et puis si vous pouvez m'expliquer ce que ça veut dire une solution d'HCl 10% en masse ..... could u help me!

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    benjy_star

    Re : bonsoir tout le monde ,aider une petite nouvelle en détresse!

    Pourquoi la courbe n'est pas symétrique ? Par rapport à quoi ? en fait, je ne vois pas pourquoi elle devrait être symétrique, ou alors je n'ai pas compris la question...

    HCl 10% en masse veut dire que 10% de la masse de ta solution vient de HCl...

  4. #3
    olfina

    Re : bonsoir tout le monde ,aider une petite nouvelle en détresse!

    la courbue ne doit pas être symetrique par rapport à la base du triangle(eau,heptane),pourquoi ellle ne devrait pas être symétrique?


  5. #4
    mach3

    Re : bonsoir tout le monde ,aider une petite nouvelle en détresse!

    Salut,

    Je n'ai pas réussi à trouver assez de données pour être sur de ce que je vais expliquer, j'aimerais donc que tu me confirmes :
    -l'eau et le propanol sont miscibles en toutes proportions
    -le propanol et l'hexane sont miscibles en toutes proportions
    -La courbe dont tu parle délimite une lacune de miscibilité ou une zone de démixtion liquide-liquide

    Je vais considèrer ces trois hypothèses dans la suite

    pourquoi elle ne devrait pas être symétrique?
    il n'y aucune raison pour que ce soit le cas : d'une part les interactions entre l'eau et le propanol et l'heptane et le propanol sont de nature différentes (en quantité et en qualité). l'eau et le propanol vont interagir par liaisons hydrogènes et/ou polaires alors que l'heptane et le propanol par liaisons apolaire (van der waals), quant à l'eau et l'heptane on peut dire qu'il ne peuvent pas se voir. Le propanol peut dans le mélange aider l'heptane et l'eau à rester ensemble dans la même phase, mais il n'y a aucune raison qu'il soit aussi "aidant" en fonction des proportions d'heptane et d'eau. La courbe montre à partir de quelle composition le mélange demixe, se sépare en 2 phases distinctes.

    Je vais te décrire -"avec les mains"- la vision qu'on peut avoir des phases liquides en jeu.

    Tout d'abord, on peut considerer l'eau comme un réseau de molécules hermétique au molécules apolaires : les molécules d'eau sont toutes liées entre elles par des liaisons hydrogène (relativement energétiques, du type O-H---O), qu'une molécule étrangère devra briser (ou au moins allonger) si elle veut penetrer à l'intérieur. Cette molécule étrangère ne pourra le faire que si elle apporte suffisament d'energie pour briser ces liaisons (si elle est par exemple capable de faire des liaisons a peu près équivalente, elle sera acceptée) -c'est un facteur enthalpique- ou alors à la faveur de la création/destruction aléatoire des liaisons hydrogène dûe à l'agitation thermique -c'est un facteur entropique- (si par "chance" la molécule étrangère arrive dans la phase aqueuse à un endroit ou les liaisons hydrogènes sont temporairement peu nombreuse, elle arrivera à entrer). Pour l'heptane, il sera très difficile d'entrer dans la phase aqueuse : il est apolaire et est incapable de former des liaisons assez energétique avec l'eau (au mieux une interaction dipole permanent-dipole induit), il ne pourra profiter que de l'effet entropique : des molécules d'heptane vont entrer et sortir aléatoirement de la phase aqueuse, à la faveur du mouvement aléatoire des molécules d'eau (on appelle cela la diffusion), mais en très faibles proportions (car il est très dur d'entrer et très facile de sortir). Pour le propanol en revanche, le mélange avec l'eau sera plus facile : il possède un groupement O-H qui permettra les liaisons hydrogène avec l'eau, néanmoins la partie apolaire (CH3-CH2-CH2-), sera une gène possible (on peut imaginer que si la température n'est pas assez elevé, l'effet entropique sera insuffisant). Les molécules de propanol auront peut-etre une légère tendance à se regrouper localement, à la manière de micelles, pour cacher ce coté apolaire aux molécules d'eau, mais ce regroupement local ne constitue pas une démixtion.

    Considérons maintenant l'heptane, les molécules d'heptane sont assez faiblement liées : interaction dipole induit-dipole induit (liaison de van der waals). Les molécules d'eau peuvent y entrer séparément très facilement (pas vraiment de liaisons à briser pour entrer), mais si plusieurs entrent, elles vont s'agréger entre elles à cause des liaisons hydrogènes qu'elles peuvent former. Du coup on aura une goutte d'eau qui apparaitra dans l'heptane : le mélange ne se fait pas (ou très peu : l'effet entropique est toujours présent, une molécule d'eau peut très bien s'échapper de la goutte à la faveur de l'agitation thermique, mais il lui sera plus dur de partir de la phase aqueuse que d'y entrer). On voit que l'eau et heptane ne peuvent pas se mélanger car ils sont trop différents :
    -les molécules d'heptane n'arrivent pratiquement pas à entrer dans la phase aqueuse
    -les molécules d'eau n'arrivent pas à rester diluées dans la phase heptane, elles se regroupent en goutellettes, formant une phase aqueuse séparée (démixtion) dont elles ont beaucoup de mal à sortir.
    Il résulte du mélange eau-heptane deux phases : une phase aqueuse contenant des traces d'heptane et une phase heptane contenant des traces d'eau.
    Le propanol quant à lui va pouvoir rester dilué dans l'heptane : il forme peu de liaison hydrogènes (il aura surement tendance à se regrouper juste par 2, 3 ou 4 molécules, groupement OH au centre formant des liaisons hydrogène, et chaines alkyle vers l'extérieur, formant des liaisons faibles avec l'heptane) : on aura une seule phase.

    Le propanol pur montrera quant à des interactions variées : les têtes polaires OH formant de liaison hydrogène entre elles et les queue apolaire CH3-CH2-CH2- formant de liaisons de van der waals entre elles (au passage l'ordre local doit être assez interessant, surtout à de basses températures). Il pourra donc accueillir facilement de l'eau ou de l'heptane.

    maintenant examinons ce qui peut se passer dans un mélange des 3. Les molécules de propanol vont servir d'intermédiaire entre l'eau et l'heptane : l'eau pourra se lier au propanol qui s'accomodera très bien de la présence de l'heptane, du moment que le propanol est en quantité suffisante. Imaginons, je pars de propanol pur et j'ajoute un peu d'eau : pas de soucis l'eau va se repartir de façon homogène car elle trouvera partout de quoi faire des liaisons hydrogène (avec le OH des molécules de propanol). J'ajoute maintenant un peu d'heptane également, pas de soucis non plus l'heptane trouvera un peu partout le soutien des chaines apolaire du propanol. maintenant, mettons non pas un peu, mais beaucoup d'heptane et d'eau dans le propanol, là c'est la panique : il n'y a plus assez de propanol pour mettre d'accord tout le monde. On peut en gros considérer qu'une molécule de propanol peut accepter un nombre limité de molécules d'eau et de molécules d'hexane (nombres qui sont a priori différents, par exemple 2 molécules d'eau et 4 molécules d'heptane pourrait être acceptées par une molécule de propanol), si ce nombre est dépassé, on aura une démixtion : une phase plus riche en eau se séparera d'un phase plus riche en hexane. Comme le nombre de place pour l'eau et l'heptane autour du propanol (quantité) et la nature des liaisons (qualité) sont différentes, on observera pas la démixtion à la même proportion en propanol pour un mélange 80-20 et 20-80 (par exemple) eau-heptane, d'où l'asymétrie observée.

    Bon, je constate que je suis parti pour un roman... mais c'est un sujet qui me passionne énormement et je pourrais déblatterer des pages et des pages , les mécanismes du phénomène de démixtion n'étant toujours pas intimement compris.

    J'espère que je t'aurais un peu éclairer sur ce problème.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  6. #5
    olfina

    Re : bonsoir tout le monde ,aider une petite nouvelle en détresse!

    merci beaucoup pour ton aide

  7. A voir en vidéo sur Futura

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