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CHAP. 4 – POTENTIEL CHIMIQUE D’UN CONSTITUANT D’UN MÉLANGE
2.2 Cas d’un mélange de gaz réels
L’état thermodynamique est défini par la donnée de la température, de la pression
et des fractions molaires de chaque participant. L’expression du potentiel chimique
d’un gaz du mélange est choisie de la forme :
μ i (T, p) = μ ◦
i (T, p ◦ ) + RT ln
f i
p ◦
où f i est la fugacité du constituant i dans le mélange gazeux. Le seul intérêt de cette
écriture est de bien rendre compte du comportement asymptotique de la fugacité. Il
est en effet établi expérimentalement qu’à toute température, tout mélange gazeux se
comporte comme un mélange parfait de gaz parfaits aux très basses pressions. Quel
que soit le constituant i :
lim
p→0
μ i = μ i (g.p.) = μ
◦
i (T, p
◦
) + RT ln
p i
p ◦
.
La pression partielle p i tend vers zéro lorsque la pression tend vers zéro.
Nous avons donc, pour p tendant vers zéro :
f i p i .
La fugacité est homogène à une pression.
! La fugacité dépend de la température, de la pression et de la composition du système. Il est fondamental de comprendre que la fugacité du constituant i n’est pas a priori
déductible de la connaissance de la fugacité du constituant i pris pur dans les mêmes
conditions de température et pression partielle. Au niveau microscopique, la fugacité dépend des interactions entre les différentes particules. Deux gaz i et j peuvent se comporter comme des gaz parfaits pris seuls car, au niveau microscopique, les interactions
entre molécules i d’une part, j d’autre part dans les corps purs sont suffisamment faibles
pour assurer un comportement de type gaz parfait. En revanche, les interactions entre
molécules i et j peuvent être trop importantes pour observer ce comportement. Cependant pour de très nombreux mélanges gazeux pris dans des conditions usuelles (pression
de quelques bars, température comprise entre 300 K et 1500 K), le modèle du mélange
parfait de gaz parfaits est une bonne, voire excellente approximation dont on se satisfera
la plupart du temps, en particulier dans l’étude des équilibres chimiques.
CHAP. 4 – POTENTIEL CHIMIQUE D’UN CONSTITUANT D’UN MÉLANGE
2.2 Cas d’un mélange de gaz réels
L’état thermodynamique est défini par la donnée de la température, de la pression
et des fractions molaires de chaque participant. L’expression du potentiel chimique
d’un gaz du mélange est choisie de la forme :
μ i (T, p) = μ ◦
i (T, p ◦ ) + RT ln
f i
p ◦
où f i est la fugacité du constituant i dans le mélange gazeux. Le seul intérêt de cette
écriture est de bien rendre compte du comportement asymptotique de la fugacité. Il
est en effet établi expérimentalement qu’à toute température, tout mélange gazeux se
comporte comme un mélange parfait de gaz parfaits aux très basses pressions. Quel
que soit le constituant i :
lim
p→0
μ i = μ i (g.p.) = μ
◦
i (T, p
◦
) + RT ln
p i
p ◦
.
La pression partielle p i tend vers zéro lorsque la pression tend vers zéro.
Nous avons donc, pour p tendant vers zéro :
f i p i .
La fugacité est homogène à une pression.
! La fugacité dépend de la température, de la pression et de la composition du système. Il est fondamental de comprendre que la fugacité du constituant i n’est pas a priori
déductible de la connaissance de la fugacité du constituant i pris pur dans les mêmes
conditions de température et pression partielle. Au niveau microscopique, la fugacité dépend des interactions entre les différentes particules. Deux gaz i et j peuvent se comporter comme des gaz parfaits pris seuls car, au niveau microscopique, les interactions
entre molécules i d’une part, j d’autre part dans les corps purs sont suffisamment faibles
pour assurer un comportement de type gaz parfait. En revanche, les interactions entre
molécules i et j peuvent être trop importantes pour observer ce comportement. Cependant pour de très nombreux mélanges gazeux pris dans des conditions usuelles (pression
de quelques bars, température comprise entre 300 K et 1500 K), le modèle du mélange
parfait de gaz parfaits est une bonne, voire excellente approximation dont on se satisfera
la plupart du temps, en particulier dans l’étude des équilibres chimiques.