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Chapitre 5 : Thermodynamique de l’état solide
L’hypothèse de l’oxygène en solution dans le nickel, suivant la loi de Henry,
implique que l’activité de l’oxygène dans le métal (a O )
Ni soit proportionnelle
à la racine carrée de la pression d’oxygène (cf. exercice 5.6) :
1/2 O 2 (gaz) = O (dans Ni)
ou
(a O )
Ni
/P(O 2 )
1/2 = constante
On a donc :
(a O )
Ni (en présence de Zr)/(a O )
Ni (à saturation)
= P(O 2 )
1/2 (Zr − ZrO 2 )/P(O 2 )
1/2 (à saturation)
=
√
1,28.10
−43
/
√
3.10
−14
≈ 2.10
−15
Puisque l’oxygène suit la loi de Henry, son activité est proportionnelle à sa
fraction molaire x, d’où :
(a O )
Ni (avec Zr)/(a O )
Ni (à saturation) = (x O )
Ni (avec Zr)/(x O )
Ni
(à saturation)
= % O (avec Zr) / % O à saturation
= % O (avec Zr)/0,019
≈ 2.10
−15
soit :
% O (avec Zr) = 4.10
−17
Le pourcentage d’oxygène en solution dans le nickel métal a donc fortement
chuté en présence de zirconium qui piège les impuretés gazeuses.