Diagramme binaire eau sel

[Espoir41]

bonjour TLM
quelqu'un peut m'aider SVP j'ai vraiment coinsé dans cet exercice

Le début du diagramme isobare (P = 1 bar) eau – chlorure de sodium, pour de petites teneurs en sel, a l’allure donnée sur la figure jointe. L’abscisse x(NaCl) représente la fraction molaire en chlorure de sodium NaCl.
1. Préciser la nature (état physique, nombre de phases et nature des corps en présence) dans les différents domaines de ce diagramme.
Est-ce que le chlorure de sodium est soluble dans l’eau ? et dans la glace ?
Comment appelle t’on le point E ? Du point de vue thermodynamique, qu’est ce qui le différencie d’un corps pur ?
Calculer la fraction massique w en NaCl (w = masse de NaCl pour 100 g de solution) correspondant à la fraction molaire de l’eutectique, sachant que sa densité est de 1,06.
2. Dans l’hypothèse où la solution liquide est idéale, donner l’expression du liquidus sous la forme ln (x) = f(T), où représente la fraction molaire de l’eau liquide. Dans cette expression, figurent également la température de fusion de l’eau pure T* et l’enthalpie de fusion de l’eau pure ΔH°fusion(H2O), ainsi que la constante des gaz parfaits R.
Application numérique : calculer la température de congélation d’une eau additionnée de NaCl, avec une fraction massique de 6,5 %. On considèrera que la densité de l’eau salée est égale à 1 dans ce domaine de concentration. Dans le calcul, on n’oubliera pas que, lorsqu’elle se dissout, une molécule de NaCl donne deux ions Na+ et Cl-.
3. Ajout de sel dans des conditions isothermes : application au salage des routes.
On ajoute à de la glace à -10°C du chlorure de sodium.
Faire figurer sur le diagramme de phases la fraction molaire minimale en sel pour que toute la glace fonde à cette température. Estimer la concentration massique en sel en g. L-1.
Quelle est la température limite en dessous de laquelle le salage des routes sera inefficace ?
4. Ajout de sel dans des conditions adiabatiques. Application aux mélanges réfrigérants.
Dans un vase Dewar (isolant thermique), on place 500 g de glace et 500 g d’eau à 0°C. On rajoute une masse de NaCl de 58,5 g.
4.1. On fait d’abord l’hypothèse que la glace ne fond pas. La fusion du chlorure de sodium dans l’eau est légèrement endothermique. Calculer alors la température d’équilibre du mélange .
Placer le point figuratif du mélange sur le diagramme isobare (point M). Montrer que cette solution est en désaccord avec le diagramme.

j'ai arrivé a resoudre la question N1 mais 2 et 4 non
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[gts2]

Pour 2 vous écrivez l'équilibre correspondant. Pour le quotient de réaction, vous tenez compte de "idéal" et enfin vous appliquez une loi connue sur la constante d'équilibre.

[Opabinia]

Bonjour,

Voici un aperçu plus étendu du diagramme de fusion (H₂O - NaCl). Si cela peut t'aider ...

[moco]

Bonjour,
Donne-nous ton exercice ! Et il n'y a pas de "figure ci-jointe" !...

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Pour 4.1, calculer la température du mélange suppose connaitre l'enthalpie de dissolution (pas de fusion !) du sel.

[Espoir41]

Mais ou est l'expression qui relie le logarithme nuébérien du fraction molaire et la température , Dh fusion et la température de fusion

[gts2]

Mais ou est l'expression qui relie le logarithme népérien du fraction molaire et la température , Dh fusion et la température de fusion

On répète en précisant un peu :
1- Ecrire l'équation d'équilibre
2- Ecrire la condition d'équilibre de cette équation
3- Traduire dans cette condition l'hypothèse solution idéale
4- Ecrire la loi de variation de la constante d'équilibre avec la température
5- Intégrer entre un point connu et le le point qui vous intéresse.

[Espoir41]

Qu'elle équation d'équilibre ?

[gts2]

On détaille un peu
1- Ecrire l'équation d'équilibre : H2O (liq) = H2O (sol) (liquidus)
2- Ecrire la condition d'équilibre de cette équation : K=Q.
3- Traduire dans cette condition l'hypothèse solution idéale : que vaut Q sachant que H2O (liq) est l'eau du mélange idéal eau/sel et que H2O (sol) est de la glace pure d'après la question 1.
4- Ecrire la loi de variation de la constante d'équilibre avec la température
5- Intégrer entre un point connu et le le point qui vous intéresse.

[jeanne08]

Tu dois cpnsiderer l'équilibre eau solide = (eau +sel) liquide à la température T et avec une fraction molaire en eau dans le liquide x
Tu peux considerer une constante d'équilibre comme indiqué dans le post précédent ou écrire une condition sur les potentiels chimiques de l'eau solide et liquide et tu vas trouver deltaG° fusion eau(T) = - RT Lnx … on suppose que deltaH° fusion eau et deltaS° fusion eau sont indépendants de T … à toi de poursuivre ...

[Espoir41]

Bonjour,
Donne-nous ton exercice ! Et il n'y a pas de "figure ci-jointe" !...

DIAGRAMME BINAIRE EAU – CHLORURE DE SODIUM.
Les questions sont indépendantes.
Les données numériques nécessaires à la résolution du problème sont rassemblées à la fin.
Le début du diagramme isobare (P = 1 bar) eau – chlorure de sodium, pour de petites teneurs en sel, a l’allure donnée sur la figure jointe. L’abscisse x(NaCl) représente la fraction molaire en chlorure de sodium NaCl.
1. Préciser la nature (état physique, nombre de phases et nature des corps en présence) dans les différents domaines de ce diagramme.
Est-ce que le chlorure de sodium est soluble dans l’eau ? et dans la glace ?
Comment appelle t’on le point E ? Du point de vue thermodynamique, qu’est ce qui le différencie d’un corps pur ?
Calculer la fraction massique w en NaCl (w = masse de NaCl pour 100 g de solution) correspondant à la fraction molaire de l’eutectique, sachant que sa densité est de 1,06.
2. Dans l’hypothèse où la solution liquide est idéale, donner l’expression du liquidus sous la forme ln () = f(T), où représente la fraction molaire de l’eau liquide. Dans cette expression, figurent également la température de fusion de l’eau pure Tl20Hxl20Hx* et l’enthalpie de fusion de l’eau pure ΔH°fusion(H2O), ainsi que la constante des gaz parfaits R.
Application numérique : calculer la température de congélation d’une eau additionnée de NaCl, avec une fraction massique de 6,5 %. On considèrera que la densité de l’eau salée est égale à 1 dans ce domaine de concentration. Dans le calcul, on n’oubliera pas que, lorsqu’elle se dissout, une molécule de NaCl donne deux ions Na+ et Cl-.
3. Ajout de sel dans des conditions isothermes : application au salage des routes.
On ajoute à de la glace à -10°C du chlorure de sodium.
Faire figurer sur le diagramme de phases la fraction molaire minimale en sel pour que toute la glace fonde à cette température. Estimer la concentration massique en sel en g. L-1.
Quelle est la température limite en dessous de laquelle le salage des routes sera inefficace ?
4. Ajout de sel dans des conditions adiabatiques. Application aux mélanges réfrigérants.
Dans un vase Dewar (isolant thermique), on place 500 g de glace et 500 g d’eau à 0°C. On rajoute une masse de NaCl de 58,5 g.
4.1. On fait d’abord l’hypothèse que la glace ne fond pas. La fusion du chlorure de sodium dans l’eau est légèrement endothermique. Calculer alors la température d’équilibre du mélange .
Placer le point figuratif du mélange sur le diagramme isobare (point M). Montrer que cette solution est en désaccord avec le diagramme.
4.2. En fait, une masse Δm de la glace fond, ce qui contribue à diminuer encore davantage la température du mélange réfrigérant. Cette température finale à l’équilibre est de – 7,2 °C.
Calculer alors la masse Δm de glace qui a fondu.
Représenter sur le diagramme le point P figuratif du mélange glace–eau salée. En vous aidant du théorème des moments chimiques, dire si ce point est bien placé sur le diagramme (on ne fera pas de calcul).
Données éventuellement nécessaires :
Masses molaires (en g.mol-1)
H : 1
O : 16
Na : 23
Cl : 35,5
Constante des gaz parfaits : R = 8,32 J. K-1. mol-1
Chaleurs spécifiques molaires à pression constante (Cp)
Cp (H2O(l)) = 75,0 J. mol-1.K-1.
Cp (H2O(sol)) = 36,0 J. mol-1.K-1.
Enthalpie molaire de fusion de l’eau : ΔH°fusion(H2O) = 6,00 kJ.mol-1.
Enthalpie molaire de dissolution de NaCl : ΔH°diss(NaCl) = 4,5 kJ. mol-1.
Les chaleurs spécifiques et les enthalpies seront considérées dans ce problème indépendantes de la température.
DOCUMENT A RENDRE AVEC VOTRE COPIE
Partie du diagramme binaire isobare solide-liquide eau / chlorure de sodium

[gts2]

Donc a bien l'enthalpie de dissolution. Pour 4, comment traduire adiabatique ?

[moco]

Comment veux-tu qu'on t'aide à définir le point E, si tu ne nous donnes pas la figure correspondante ?

[Espoir41]

Voici la figure

[Espoir41]

La partie 4 ( 4.1 - 4.2 ) n'a aucune relation avec la figure
SVP j'attends des réponses sérieux

[gts2]

Pour la 4) le texte dit : "Ajout de sel dans des conditions adiabatiques."

Il faut d'abord traduire cela. Piste : on est dans le chapitre thermodynamique et on travaille à P=1bar. Donc ?