Diagrammes binaires

[Kerotzen]

Bonjour ,
S'il vous plait ,j'aimerai demander votre aide concernant un exercice en diagrammes binaires.
Voici l'énoncé :
Soient B1 et B2 deux constituants totalement miscibles en phase vapeur.Par contre,en phase liquide,les deux constituants ne sont absolument pas miscibles.B1 est le toluène et B2 est l'eau.
La pression totale de la phase gazeuse sera constamment maintenue égale à 1 bar.
On se propose de tracer le diagramme binaiire liquide vapeur: (dessin approximatif)
http://www.hostingpics.net/viewer.ph...458sansnom.png
On introduit à 25°C,dans un récipient fermé et maintenu à la pression de 1 bar 9,0 g d'eau et 11,5 g de toluène liquide.
On chauffe ensuite progressivement ce mélange liquide hétérogène en maintenant une agitation suffisante.

a-A quelle température t1 la première bulle de vapeur apparait-elle ?
Quelle en est la composition?
Solution : calculer la composition initiale du mélange liquide (n1=0.125 mol et n2=0.5 mol),trouver x2, déterminer ainsi la température correspondante à la première goutte de vapeur (T=T de H=84°C) et x2 (x2v=0.55=x2v du point H)
Ce que je ne comprends pas : x2 serait une x2 vapeur ?! ( le diagramme représente la température par rapport à x2 vapeur non x2)
b- Quel est le liquide qui disparait le premier?
A quel température t2 la dernière goutte de ce liquide disparait-elle ?
Quelle est alors la composition de la vapeur ?
Solution : En considérant la position du mélange de départ par rapport à l'hétéroazéotrope ,c'est PhCH3(l) qui disparait le premier.Cette dernière goutte disparait toujours à t=84°C et x2 v=0.55)

PhCH3(l) qui disparait le premier :Est ce que la justification est que n1>n2
Pourquoi la dernière goutte disparaitra à cette température ?!

Merci d'avance , Bonne journée
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[fa911662]

Bonjour,

En générale quand on parle en Terme de X on parle en générale de la phase liquide ...pour la phase gazeuse on parle de Y.
Quand on dit qu'il "disparaît le premier" cela veut dire qu'il sera totalement en phase gazeuse. S'il disparaît le premier c'est qu'il est logiquement le plus volatile ...

[Kerotzen]

Merci pour votre réponse
Voulez vous dire , que le composé le plus volatil disparait toujours le premier ( pour la phase liquide ?)
Concernant votre réponse à ma première question , désolé je ne comprends toujours pas

[fa911662]

X1 (fraction molaire du composé 1)= n1/n totale = 0.125/0.625 = 0.2

X2 (fraction molaire du composé 2) = n2/ n totale = 0.5/0.625 = 0.8

La somme des fractions molaire vaut toujours 1. Donc X1 et X2 constintuent les fractions molaire des composés 1 et 2 dans la phase liquide..

[A voir en vidéo sur Futura]

[fa911662]

oui le liquide le plus volatile s'évapore le premier ...

[Kerotzen]

Merci toujours pour votre réponse.
Si on avait représenté la température en fonction de x2 liquide , le diagramme aurait-il changé ?
Si oui ,va t'on retrouver les mêmes résultats ?
Je n'ai pas compris pourquoi dans la question b : lors de la température t=84°C , la DERNIERE goutte disparait ?!
Désolé pour mes tas de questions

[Kerotzen]

s'il vous plait une autre question :
http://www.hostingpics.net/viewer.php?id=70290618dd.png
Dans l'explication il y'a cette phrase "On peut constater que progressivement lorsqu’on passe de plateau en plateau, la vapeur émise s’enrichit en composé le plus volatil, c’est-à-dire en composé A2 et qu’au contraire le liquide est de plus en plus pauvre en A2,"
Comment on peut constater ceci de la figure ?

[fa911662]

Pas de soucis le forum est la pour ça justement. Je ne peux pas répondre la tout de suite mais comme de toute manière c'est le week-end.... je ferais ça soit tard dans la soirée soit demain dans la journée avec de bonnes explications...biensûr dans le cas ou personne ne viendrait répondre...
Bonne soirée...

[Kerotzen]

Merci d'avance prenez votre temps

[Kerotzen]

J'ajoute une question ( ce sera ma dernière promis)
Dans l'énoncé on précise que la tête de la colonne ainsi que le condenseur sont maintenus à 15°C.
Calculer graphiquement le nombre de plateaux de la colonne entre l'alimentation et la tête de la colonne puis entre l'alimentation et le pied de la colonne .
Voici le diagramme binaire joint.
Dans un cours ,j'ai trouvé que la température la plus élevée est en bas de la colonne, la température la plus faible en haut.Donc [15°C ,30°C] correspond à entre l'alimentation et le pied de la colonne (5 plateaux) et [8.3°C,15°C ] correspond à entre l'alimentation et la tête de la colonne (2 plateaux) cependant dans le corrigé j'ai trouvé le contraire dans le nombre des plateaux.
J'ai un cours très pauvre et très cours en diagrammes binaires , et j'ai cherché dans plusieurs livres , je n'ai pas trovué de réponses à mes confusions :s

[fa911662]

Si on avait représenté la température en fonction de x2 liquide , le diagramme aurait-il changé ? Comme tu utilise les fractions molaires cela n'a pas d'importance. Par exemple quand tu arrive tout à fait à gauche de ton graphe (le premier que tu as envoyé) Tu a Teb1 qui correspond à la température d ebullition de X1 et à ce moment la vu que tu n'as que du composé 1 la composition du liquide en composé 2 est égale à 0.

Teb1---------------Teb2
X1=1 X1=0
X2 =0 X2=1

Je ne sais pas si tu comprend ou je veux en venir mais comme on parle de fraction molaire .. en tout point tu peux faire le lien entre X1 et X2 car comme
je te l'avais écrit X1 + X2 =1. Donc dire que tu trace ton graphe en fonction de X1 ou X2 c'est faut. Tu fais le graphe en fonction des FRACTIONS MOLAIRES dans ton mélange. Donc non cela ne changera rien...

Pour ce qui concerne ton graphe, au départ tu as ton liquide de composition M que tu va chauffer. Le chauffage permet d'arriver à l'ébullition de ton mélange à une température Tm (Tm = température d'abullition du liquide de composition M). Si tu vois sur ton graph à partir de L1 tu trace une horizontale qui va jusqu'à V1. A partir de V1 tu trace une droite verticale et la tu as la composition de la vapeur dans ton graphe, cette droite tombe sur 0.3. Donc ta vapeur à une composition de 0.3 en composé de 2. Nous sommes bien d'accord que la vapeur s'est enrichie en composé le plus volatile et plus le cycle recommence plus ta vapeur s'enrichie en composé le plus volatile pour passer par 0.7 ... 0.9...jusqu' à arriver théoriquement à 1.


Pour ton mélange toluène-eau c'est un mélange binaire non idéale (hétéroazéotrope)....ce genre de mélange réagit différent qu'un melange idéale qu'on essaie de le distiller...

[fa911662]

Le nombre de plateaux de ta colonne correspond aux nombres de cycle évaporation/condensation..

[fa911662]

Vu qu'on te demande de le calculer graphiquement il n' y'a pas lieu de faire intervenir autre chose ....donc graphiquement comme je te l'ai dit tu dois dénombrer le nombre de cycle évaporation/condensation. Pour ce qui est de ton mélange hétéroazotrope, 84°c correspond donc au point d'ebullition de ton mélange. Quand tu chauffe le MHT (melange heteroazeotropique) peut importe la composition de départ, tu vas avoir distillation du melange à la température et à la composition du point azeotropique ( 84°C et Xtoluene = 0.56) et ce jusqu' à épuisement de l'un des deux constituants...c'est ensuite le constituant qui est en excès par rapport à la composition azeotropique qui continuera à distiller...
Voilà s'il y'a d'autres choses qui te pose problème n'hésite pas.

[fa911662]

Teb1---------------Teb2
X1=1 X1=0
X2 =0 X2=1