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CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
2. À l’aide des valeurs numériques, calculer Δ r G ◦
1 (T ) et montrer qu’il est nécessaire
d’opérer à plus de 1800 K pour obtenir une réaction totale (K ◦ > 10). On donne
R ln 10 = 20 J·K −1 ·mol −1 .
En fait cette réaction est utilisée dans le sens inverse pour régénérer l’oxyde à partir
du chlorure dans le procédé d’obtention du dioxyde de titane au dichlore. En pratique
l’oxyde est mélangé à du coke (environ 100 à 450 kg par tonne de minerai) vers 800
– 1000 °C selon le bilan (réaction (2)) :
TiO 2 (s) + 2 Cl 2 (g) + 2 C (gr.)
=
TiCl 4 (g) + 2 CO (g).
Puis TiCl 4 (g) est condensé sous forme liquide et purifié par distillation fractionnée.
3. Calculer Δ r G ◦
2 (T ) et montrer que dans l’intervalle de température considéré la réaction est thermodynamiquement possible.
On envisage ensuite une réduction métallurgique de TiCl 4 . On donne le diagramme
de l’enthalpie libre standard de la réaction :
1
a
M + Cl 2 (g)
=
1
a
MCl 2a
en fonction de la température (diagramme d’ELLINGHAM des chlorures) des couples
suivants : TiCl 4 /Ti, MgCl 2 /Mg et NaCl/Na. F et E désignent respectivement les températures de fusion et d’ébullition des chlorures métalliques, f et e désignent respectivement les températures de fusion et d’ébullition des métaux.
Δ r G ˚ (kJ.mol
-1
)
T / K
500
1000
1500
2000
-200
-400
-600
-800
TiCl 4 /Ti
MgCl 2 /Mg
NaCl/Na
F
E
f
e
E
E
F e
f
f
Figure 7.17 – Diagramme d’ELLINGHAM pour le dichore réactif oxydant et les métaux Ti, Mg
et Na
CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
2. À l’aide des valeurs numériques, calculer Δ r G ◦
1 (T ) et montrer qu’il est nécessaire
d’opérer à plus de 1800 K pour obtenir une réaction totale (K ◦ > 10). On donne
R ln 10 = 20 J·K −1 ·mol −1 .
En fait cette réaction est utilisée dans le sens inverse pour régénérer l’oxyde à partir
du chlorure dans le procédé d’obtention du dioxyde de titane au dichlore. En pratique
l’oxyde est mélangé à du coke (environ 100 à 450 kg par tonne de minerai) vers 800
– 1000 °C selon le bilan (réaction (2)) :
TiO 2 (s) + 2 Cl 2 (g) + 2 C (gr.)
=
TiCl 4 (g) + 2 CO (g).
Puis TiCl 4 (g) est condensé sous forme liquide et purifié par distillation fractionnée.
3. Calculer Δ r G ◦
2 (T ) et montrer que dans l’intervalle de température considéré la réaction est thermodynamiquement possible.
On envisage ensuite une réduction métallurgique de TiCl 4 . On donne le diagramme
de l’enthalpie libre standard de la réaction :
1
a
M + Cl 2 (g)
=
1
a
MCl 2a
en fonction de la température (diagramme d’ELLINGHAM des chlorures) des couples
suivants : TiCl 4 /Ti, MgCl 2 /Mg et NaCl/Na. F et E désignent respectivement les températures de fusion et d’ébullition des chlorures métalliques, f et e désignent respectivement les températures de fusion et d’ébullition des métaux.
Δ r G ˚ (kJ.mol
-1
)
T / K
500
1000
1500
2000
-200
-400
-600
-800
TiCl 4 /Ti
MgCl 2 /Mg
NaCl/Na
F
E
f
e
E
E
F e
f
f
Figure 7.17 – Diagramme d’ELLINGHAM pour le dichore réactif oxydant et les métaux Ti, Mg
et Na