4 • Propriétés
des mélanges
136
4.1 Solutions idéales
est le volume d’une mole de mélange (c’est le volume molaire moyen
du mélange).
Des relations équivalentes existent pour l’enthalpie, l’énergie interne, etc.
4.1.1 Mélange de gaz parfaits
Un mélange de gaz parfaits représente un cas particulier de solution idéale.
I Loi de Dalton
La théorie du mélange des gaz parfaits est basée sur l’affirmation de Dalton qui stipule que les gaz n’interagissent pas; l’énoncé de la loi de Dalton est le suivant : « La pression, l’énergie interne, l’enthalpie et l’entropie d’un
mélange de gaz parfaits sont respectivement égales à la somme des pressions partielles, des énergies internes partielles, des enthalpies partielles et des entropies partielles
qu’auraient les gaz constituants s’ils occupaient seuls le volume total à la température du mélange ».
Considérons un mélange de C composants gazeux (nombre de moles n i
par constituant et nombre total de moles n) occupant le volume V sous
la pression totale P et à la température T. La notion de pression partielle
du composant i est définie comme étant la pression qu’aurait le composant i s’il était seul à occuper le volume V. Appliquer la loi de MariotteGay-Lussac au gaz à un constituant ainsi qu’au mélange conduit à :
[4.2]
La loi de Dalton nous dit que la pression totale est la somme des pressions partielles :
[4.3]
La pression partielle relative est égale à la fraction molaire du composant
puisque :
[4.4]
V
i
i
PV n RT
=
i
i
PV nRT RT n
=
=
Â
i
i
P
P
= Â
i
i
i
P
n
x
P
n
=
=
des mélanges
136
4.1 Solutions idéales
est le volume d’une mole de mélange (c’est le volume molaire moyen
du mélange).
Des relations équivalentes existent pour l’enthalpie, l’énergie interne, etc.
4.1.1 Mélange de gaz parfaits
Un mélange de gaz parfaits représente un cas particulier de solution idéale.
I Loi de Dalton
La théorie du mélange des gaz parfaits est basée sur l’affirmation de Dalton qui stipule que les gaz n’interagissent pas; l’énoncé de la loi de Dalton est le suivant : « La pression, l’énergie interne, l’enthalpie et l’entropie d’un
mélange de gaz parfaits sont respectivement égales à la somme des pressions partielles, des énergies internes partielles, des enthalpies partielles et des entropies partielles
qu’auraient les gaz constituants s’ils occupaient seuls le volume total à la température du mélange ».
Considérons un mélange de C composants gazeux (nombre de moles n i
par constituant et nombre total de moles n) occupant le volume V sous
la pression totale P et à la température T. La notion de pression partielle
du composant i est définie comme étant la pression qu’aurait le composant i s’il était seul à occuper le volume V. Appliquer la loi de MariotteGay-Lussac au gaz à un constituant ainsi qu’au mélange conduit à :
[4.2]
La loi de Dalton nous dit que la pression totale est la somme des pressions partielles :
[4.3]
La pression partielle relative est égale à la fraction molaire du composant
puisque :
[4.4]
V
i
i
PV n RT
=
i
i
PV nRT RT n
=
=
Â
i
i
P
P
= Â
i
i
i
P
n
x
P
n
=
=