Exercices de chimie des solides
93
avec
P CH 4
P 2
H2 × a R
C
= 9, 9.10
−3
Les pressions partielles de l’hydrogène et du méthane étant respectivement de 0,995 et 0,005 atmosphère, on obtient a
R
C = 0,526.
À partir de la courbe précédente, donnant l’activité en fonction de
la fraction molaire, on peut estimer que x C = 0,0542, soit 0,93 %
de C.
b) Un acier (solution solide pauvre en carbone) à 0,4 % de C est soumis
à 1 000
◦ C à un mélange hydrogène (99 %) – méthane (1 %) sous
une pression totale de 2 atmosphères. Comme précédemment, ce
pourcentage de carbone correspond à x C = 0,0184 et a
R
C = 0,185.
Exprimons la variation d’enthalpie libre de la réaction de carburation par le méthane. Il vient (Chimie des solides, p. 205) :
∆G = ∆G
◦
T + RT Ln B = ∆G
◦
T + RT Ln
P H4
P H2 .a R
C
= −RT Ln K + RT Ln
P H4
P H2 .a R
C
= 9,6.10
−3 + RT Ln 0,0276 > 0
La variation d’enthalpie libre étant positive, cela signifie que la
réaction s’effectue spontanément de la droite vers la gauche : il y a
carburation de la phase solide.
93
avec
P CH 4
P 2
H2 × a R
C
= 9, 9.10
−3
Les pressions partielles de l’hydrogène et du méthane étant respectivement de 0,995 et 0,005 atmosphère, on obtient a
R
C = 0,526.
À partir de la courbe précédente, donnant l’activité en fonction de
la fraction molaire, on peut estimer que x C = 0,0542, soit 0,93 %
de C.
b) Un acier (solution solide pauvre en carbone) à 0,4 % de C est soumis
à 1 000
◦ C à un mélange hydrogène (99 %) – méthane (1 %) sous
une pression totale de 2 atmosphères. Comme précédemment, ce
pourcentage de carbone correspond à x C = 0,0184 et a
R
C = 0,185.
Exprimons la variation d’enthalpie libre de la réaction de carburation par le méthane. Il vient (Chimie des solides, p. 205) :
∆G = ∆G
◦
T + RT Ln B = ∆G
◦
T + RT Ln
P H4
P H2 .a R
C
= −RT Ln K + RT Ln
P H4
P H2 .a R
C
= 9,6.10
−3 + RT Ln 0,0276 > 0
La variation d’enthalpie libre étant positive, cela signifie que la
réaction s’effectue spontanément de la droite vers la gauche : il y a
carburation de la phase solide.