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CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
considère les phases condensées non miscibles. Dans la suite, on note p la pression
partielle du magnésium et p éq sa valeur à l’équilibre.
3.c Exprimer la constante d’équilibre K ◦ associée à cette réaction en fonction de la
pression partielle du magnésium à l’équilibre p éq et des activités des divers constituants. Calculer la valeur numérique de K ◦ à 1773 K. En déduire p éq .
3.d Donner l’expression de l’affinité chimique A en fonction de p et p éq . Dans quelle
gamme de pression la réaction se produit-elle dans le sens souhaité ?
7.7 Obtention du mercure (CCP TSI 1999) (##)
L’élément mercure Hg existe à l’état naturel sous forme de sulfure mercurique HgS
appelé cinabre. L’obtention du mercure nécessite le grillage du sulfure mercurique
en présence de dioxygène pour former l’oxyde mercurique HgO qui se décompose
facilement à chaud en mercure gazeux.
Données : Les gaz sont assimilés à des gaz parfaits, le mercure est à l’état liquide à
25 °C sous p ◦ = 1 bar. Constante des gaz parfaits : R = 8,314 J·K −1 ·mol −1 .
Espèces chimiques
Hg() HgO(s) O 2 (g)
S ◦
m / J·K −1 ·mol −1
76,0
70,3
205,0
Δ vap H ◦ à 298 K / kJ·mol −1
58,1
Température d’ébullition sous p ◦ / K
630
La figure 7.15 représente les diagrammes d’ELLINGHAM donnant l’enthalpie libre
standard de quelques réactions d’oxydation par le dioxygène, ramenées à une mole
de dioxygène gazeux.
1. Que représentent l’ordonnée à l’origine et le coefficient directeur d’une droite ?
Afin d’analyser la stabilité de l’oxyde mercurique HgO, on étudie le diagramme associé à la réaction
2 Hg + O 2 (g)
=
2 HgO
2. À l’aide du diagramme d’ELLINGHAM et du résultat de la question 1, prévoir
quelle est l’influence d’une augmentation de température, à pression et composition
constantes sur l’équilibre (1) :
2 Hg () + O 2 (g)
=
2 HgO (s)
(1)
3. Comment expliquer un changement de coefficient directeur sur un diagramme
d’ELLINGHAM ? Calculer le coefficient directeur de la portion (a) et comparer au
graphe.
CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
considère les phases condensées non miscibles. Dans la suite, on note p la pression
partielle du magnésium et p éq sa valeur à l’équilibre.
3.c Exprimer la constante d’équilibre K ◦ associée à cette réaction en fonction de la
pression partielle du magnésium à l’équilibre p éq et des activités des divers constituants. Calculer la valeur numérique de K ◦ à 1773 K. En déduire p éq .
3.d Donner l’expression de l’affinité chimique A en fonction de p et p éq . Dans quelle
gamme de pression la réaction se produit-elle dans le sens souhaité ?
7.7 Obtention du mercure (CCP TSI 1999) (##)
L’élément mercure Hg existe à l’état naturel sous forme de sulfure mercurique HgS
appelé cinabre. L’obtention du mercure nécessite le grillage du sulfure mercurique
en présence de dioxygène pour former l’oxyde mercurique HgO qui se décompose
facilement à chaud en mercure gazeux.
Données : Les gaz sont assimilés à des gaz parfaits, le mercure est à l’état liquide à
25 °C sous p ◦ = 1 bar. Constante des gaz parfaits : R = 8,314 J·K −1 ·mol −1 .
Espèces chimiques
Hg() HgO(s) O 2 (g)
S ◦
m / J·K −1 ·mol −1
76,0
70,3
205,0
Δ vap H ◦ à 298 K / kJ·mol −1
58,1
Température d’ébullition sous p ◦ / K
630
La figure 7.15 représente les diagrammes d’ELLINGHAM donnant l’enthalpie libre
standard de quelques réactions d’oxydation par le dioxygène, ramenées à une mole
de dioxygène gazeux.
1. Que représentent l’ordonnée à l’origine et le coefficient directeur d’une droite ?
Afin d’analyser la stabilité de l’oxyde mercurique HgO, on étudie le diagramme associé à la réaction
2 Hg + O 2 (g)
=
2 HgO
2. À l’aide du diagramme d’ELLINGHAM et du résultat de la question 1, prévoir
quelle est l’influence d’une augmentation de température, à pression et composition
constantes sur l’équilibre (1) :
2 Hg () + O 2 (g)
=
2 HgO (s)
(1)
3. Comment expliquer un changement de coefficient directeur sur un diagramme
d’ELLINGHAM ? Calculer le coefficient directeur de la portion (a) et comparer au
graphe.