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cDcc-D-Dcm-mc-TIMTEX 3 CHIMIE DES PTA ET DES MELANGES 20/12/2005 Documents interdits. Calculatrice non programmable autorisée. Papier millimétré à joindre. A Dans ce qui suit, on pourra utiliser les relations suivantes (valables pour un mélange ...

Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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TIMTEX 3
CHIMIE DES PTA ET DES MELANGES
20/12/2005
Documents interdits. Calculatrice non programmable autorisée.
Papier millimétré à joindre.
A
Dans ce qui suit, on pourra utiliser les relations suivantes (valables pour un mélange binaire) :
Enthalpie libre de mélange :
(
29
)
1
(
)
1
(
)
1
(
x
Ln
x
x
xLn
x
x
nRT
G
m
-
-
+
+
-
=
χ
χ
désigne un coefficient d’interaction,
n
le nombre total de moles et
x
la fraction
molaire (du composé 1 ou 2)
Potentiel chimique :
2
0
)
1
(
i
i
i
i
x
x
RTLn
-
+
+
=
χ
μ
μ
avec
2
1
ou
i
=
1. Que deviennent ces expressions dans le cas d’un mélange idéal ?
2. Quelle est l’expression de l’enthalpie de mélange
H
m
dans le cas d’un mélange
régulier ?
Soit le mélange benzène + cyclohexane pour lequel on a mesuré l’enthalpie de mélange
molaire à 25 °C :
x
0,1
0,3
0,5
H
m
(J/mole)
291,7
669,7
803,2
Calculer le coefficient d’interaction
χ
.
3.
3.1 A 25 °C, on prépare un mélange équimolaire d’eau (indice 1) et de butanol (indice 2) : il
se trouble ; la démixtion terminée, on dose les deux phases obtenues :
01882
,
0
'
2
=
x
et
4876
,
0
'
'
2
=
x
. Calculer le coefficient d’interaction
χ
et commenter la valeur obtenue.
3.2
On a également mesuré la pression de vapeur au dessus de plusieurs mélanges eau +
butanol (de composition totale
2
x
) :
2
x
0,85
0,7
0,4876
0,01882
0,01
0
2
2
P
P
0,86
0,77
0,7
0,7
0,43
Pourquoi les valeurs de la pression de vapeur partielle du butanol sont elles égales pour
2
x
=
0,4876 et pour
2
x
= 0,01882 ?
Comment varierait cette pression entre ces deux valeurs ?
3.3
A 25 °C, on prépare un mélange équimolaire d’eau (indice 1) et d’alcool (indice 2) : il se
trouble ; la démixtion terminée, on dose les deux phases obtenues :
Alcool
'
1
x
'
'
2
x
Butanol
0,5124
0,01882
Hexanol
0,288
0,011
Heptanol
0,267
0,0028
Commenter ces résultats.
B
1. Quelle est l’origine moléculaire de l’énergie libre de surface (tension superficielle) d’un
liquide pur ?
2. A 20°C, celle de l’octane vaut 21,8 mN/m et celle de l’octanol 26,7 mN/m : expliquer.
3. Pour déterminer la tension superficielle critique de mouillage d’un solide, on a mesuré
l’angle de contact
θ
d’une série de liquides de tensions superficielles
L
γ
connues :
Déterminer graphiquement la tension superficielle critique de mouillage du solide.
4. On a déterminé la tension interfaciale
12
γ
d’une série de liquides avec de l’eau :
Liquide
butanol
hexanol
heptanol
Octane
12
γ
1,8
6,8
7,7
50,2
Commenter et interpréter.
5. Qu’appelle-t-on une émulsion huile dans eau ? comment un produit tensio-actif agit-il pour
la stabiliser ?
Cotation :
12-8 points
L
γ
26,7
28,5
31,3
36,6
43,5
47,5
52,8
64
72,8
θ
(degré)
29
34
50
63
78
81
91
104
107
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