Thermodynamique chimique 2 - Compétences (CHIM603_PC_SAE)

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Composante: UFR Sciences et Montagne

Présentation

L’intérêt de l’utilisation de la thermodynamique chimique comme outil de prédiction des phénomènes physico-chimiques est présenté au regard du changement climatique et de ses conséquences, ainsi que vis-à-vis des système énergétique (machines thermiques). Grâce aux principales fonctions thermodynamiques (enthalpie, entropie, énergie de Gibbs) et aux différentes lois régissant les équilibres chimiques (Clausius-Clapeyron, Raoult, Henry) il sera possible d’étudier les mélanges simples, réels et les équilibres de phase liquide-gaz.

Objectifs

Savoir choisir la grandeur thermodynamique permettant de décrire un système chimique.
Savoir calculer les variations d’une grandeur thermodynamique.
Savoir calculer un potentiel chimique quel que soit l’échelle de concentrations.
Savoir définir un équilibre chimique.
Savoir décrire une solution chimique réelle : concentration, activité, miscibilité
Savoir établir un diagramme binaire liquide-vapeur.

Heures d'enseignement

Travaux Pratiques

10,5h

Pré-requis obligatoires

Thermochimie 1, CHIM201-PC, du L2 au semestre 3

Plan du cours

Cours et TD :

I. Rappels : 1^er principe, 2^d principe, 3^ème principe et interprétation moléculaire de l’entropie. Applications au réchauffement climatique, et aux machines thermiques (réfrigérateur, pompe à chaleur).

II. Prévoir les équilibres chimiques grâce à l’énergie de GIBBS et au potentiel chimique.

III. Les mélanges simples : grandeurs molaires partielles. Thermodynamique de mélange.

IV. Les mélanges réels, notion d’activité.

V. Équilibre de phase pour un corps pur : Clausius - Clapeyron

VI. Lois d'équilibre pour les mélanges binaires : Raoult, Henry ; mélanges réels.

VII. Diagrammes d'équilibre liquide-vapeur des mélanges liquides : isotherme, isobare, azéotrope

Compétences visées

Être capable de comprendre le changement climatique d’un point de vue énergétique.
Comprendre le fonctionnement d’une machine thermique et calculer son rendement.
Prévoir les équilibres chimiques de mélanges idéaux et réels.
Interpréter un diagramme d'équilibre liquide-vapeur.
Comprendre le principe de la distillation et ses limites dans le cas de la formation d’azéotrope.

TP :

Détermination de l'enthalpie d'hydratation du carbonate de sodium. Utilisation d’un modèle illustrant la loi de Clausius, détermination de l’enthalpie d’ébullition de l’eau.
Diagramme d'ébullition et de rosée d’un mélange binaire azéotrope.