Chimie des solides
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a) On refroidit un liquide de composition x Cu = 0,2. Decrire ce qui se
passe lors du refroidissement ; donner, en particulier, 1'allure du
thermogramme et preciser la variance du systeme. Donner la
composition des phases en presence a 1 000 K ainsi que leurs
pourcentages respectifs.
b) En supposant que la solubilite du cuivre dans 1'argent (phase a)
depend lineairement de la fraction molaire, quelle est la teneur en
cuivre dans la solution solide a 1 150 K ?
c) On prend un barreau d'argent contenant 10 % en mole de cuivre. Ce
barreau est porte a 1150 K. Le liquide et le solide sont alors separes.
Quel est le pourcentage de cuivre restant ? Le barreau est alors
refondu a 1 300 K. Lors du refroidissement, a quelle temperature la
nouvelle phase solide apparaitra ? Quelle sera sa composition ? Ce
processus de purification est applique dans la fusion de zone.
d) Donner 1'expression du coefficient d'activite du cuivre dans la
phase a, a 1 000 K. On precisera 1'etat standard choisi pour definir
cette activite du cuivre. Quelle est sa valeur au maximum de
solubilite ? En deduire celle de 1'argent. Tracer le diagramme
activite = f( composition).
2°) A 700 K, la solubilite maximale du cuivre dans 1'argent en solution solide est x^
x = 10~
2 ou x Cu est la fraction molaire du cuivre
dans la solution. On suppose que, dans le domaine de composition
0 < x Cu < 10~
2
, le cuivre suit la loi de Henry. Dans un processus de
purification de 1'argent obtenu a partir de minerais cupriferes, on
extrait le cuivre par action du sulfure d'argent Ag 2 S qui se transforme en sulfure de cuivre Cu 2 S suivant la reaction :
2 Cu (solut.sol.) + Ag 2 S (solide pur) -» 2 Ag (solut.sol.) + Cu 2 S (solide pur)
Cette reaction est effectuee en atmosphere inerte (azote ou
argon). Que devient la solubilite maxima du cuivre dans 1'argent
en presence des deux sulfures ?
On donne les enthalpies libres standard des reactions en
J.mol1 :
3°) Un experimentateur veut determiner la temperature de fusion de
1'argent et il utilise un metal contenant du cuivre dont la teneur
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a) On refroidit un liquide de composition x Cu = 0,2. Decrire ce qui se
passe lors du refroidissement ; donner, en particulier, 1'allure du
thermogramme et preciser la variance du systeme. Donner la
composition des phases en presence a 1 000 K ainsi que leurs
pourcentages respectifs.
b) En supposant que la solubilite du cuivre dans 1'argent (phase a)
depend lineairement de la fraction molaire, quelle est la teneur en
cuivre dans la solution solide a 1 150 K ?
c) On prend un barreau d'argent contenant 10 % en mole de cuivre. Ce
barreau est porte a 1150 K. Le liquide et le solide sont alors separes.
Quel est le pourcentage de cuivre restant ? Le barreau est alors
refondu a 1 300 K. Lors du refroidissement, a quelle temperature la
nouvelle phase solide apparaitra ? Quelle sera sa composition ? Ce
processus de purification est applique dans la fusion de zone.
d) Donner 1'expression du coefficient d'activite du cuivre dans la
phase a, a 1 000 K. On precisera 1'etat standard choisi pour definir
cette activite du cuivre. Quelle est sa valeur au maximum de
solubilite ? En deduire celle de 1'argent. Tracer le diagramme
activite = f( composition).
2°) A 700 K, la solubilite maximale du cuivre dans 1'argent en solution solide est x^
x = 10~
2 ou x Cu est la fraction molaire du cuivre
dans la solution. On suppose que, dans le domaine de composition
0 < x Cu < 10~
2
, le cuivre suit la loi de Henry. Dans un processus de
purification de 1'argent obtenu a partir de minerais cupriferes, on
extrait le cuivre par action du sulfure d'argent Ag 2 S qui se transforme en sulfure de cuivre Cu 2 S suivant la reaction :
2 Cu (solut.sol.) + Ag 2 S (solide pur) -» 2 Ag (solut.sol.) + Cu 2 S (solide pur)
Cette reaction est effectuee en atmosphere inerte (azote ou
argon). Que devient la solubilite maxima du cuivre dans 1'argent
en presence des deux sulfures ?
On donne les enthalpies libres standard des reactions en
J.mol1 :
3°) Un experimentateur veut determiner la temperature de fusion de
1'argent et il utilise un metal contenant du cuivre dont la teneur