Thermodynamique chimique 2 - SAÉ (CHIM603_PC_SAE)
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 : 1er principe, 2d principe, 3ème 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.
Bibliographie
Peter William Atkins, Julio De Paula (2013) Chimie générale.
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