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CHAP. 4 – POTENTIEL CHIMIQUE D’UN CONSTITUANT D’UN MÉLANGE
la condition d’équilibre s’exprimera toujours en fonction des potentiels chimiques et
sera identique.
Conclusion : la condition d’équilibre pour le transfert de matière d’une espèce
entre deux phases, est l’égalité des potentiels chimiques du constituant i dans
chaque phase. Le potentiel chimique apparaît donc comme un paramètre intensif
qui peut exprimer une condition d’équilibre entre deux sous-systèmes au même
titre que la température ou la pression :
• la température
T A = T B traduit l’équilibre atteint entre le sous-système A et le sous-système B
lorsque les transferts thermiques sont possibles ;
• la pression
p A = p B traduit l’équilibre atteint entre le sous-système A et le sous-système
B lorsque les échanges de volume sont possibles ;
• le potentiel chimique
μ A
i = μ B
i traduit l’équilibre atteint entre le sous-système A et le sous-système
B lorsque les échanges de matière de l’espèce i sont possibles.
2 Potentiel chimique d’un gaz dans un mélange gazeux
2.1 Les gaz parfaits
Nous étudions dans cette partie un mélange gazeux parfait. Celui-ci est décrit par les
relations suivantes. Le système est décrit par son volume V , sa pression totale p, la
température T et les quantités de matière n i de chaque constituant.
n =
i = N
∑
i = 1
n i , p = n
RT
V
et
p i =
n i
n
p
soit, en posant x i la fraction molaire en phase gazeuse :
p i = x i p
et donc :
∂ p i
∂ p
T, comp.
= x i .
La grandeur p i est appelée pression partielle du constituant i en phase gazeuse et
correspond à la contribution des molécules ou atomes de i à l’échange de quantité
de mouvement aux parois (voir chapitre 1 pour la description microscopique de la
pression cinétique). Pour obtenir une information relative au potentiel chimique d’un
constituant, utilisons la relation entre dérivée partielle du potentiel chimique par rap-