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Chapitre 5 : Thermodynamique de l’état solide
solubilité ? En déduire celle de l’argent. Tracer le diagramme :
activité = f(composition).
2
◦ ) À 700 K, la solubilité maximale du cuivre dans l’argent en solution solide
est x max
Cu = 10
−2 , où 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 l’argent obtenu à partir de minerais cuprifères, 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 réaction :
2 Cu (solut.sol.) + Ag 2 S (solide pur) →
2 Ag (solut.sol.) + Cu 2 S (solide pur)
Cette réaction est effectuée en atmosphère inerte (azote ou argon). Que
devient la solubilité maximale du cuivre dans l’argent en présence des
deux sulfures ?
On donne les enthalpies libres standards des réactions en J.mol
−1 :
2 Cu (sp) + 1/2 S 2 (gaz) → Cu 2 S (sp)
∆G
◦ T(I) = −142 750 − 26 T log 10 T + 120 T
2 Ag (sp) + 1/2 S 2 (gaz) → Ag 2 S (sp)
∆G
◦ T(II) = −87 740 + 34,52 T
3
◦ ) Un expérimentateur veut déterminer la température de fusion de l’argent et il utilise un métal contenant du cuivre dont la teneur est
x Cu = 10
−2 . Quelle erreur va-t-il commettre ? On supposera que le solide qui se dépose est Ag(sp). La température réelle de fusion de l’argent
est 961
◦ C et l’enthalpie de fusion est ∆H
◦
f (Ag) = 11 244 J.mol
−1 . On
rappelle la relation fondamentale de la cryoscopie :
Lna
R
Ag ≈
∆H f
R
1
T 0
f
−
1
T f
où T f est la température de solidification commençante de la solution
et T
◦
f la température de solidification de Ag liquide pur.
En réalité, le solide qui se dépose est une solution solide riche en Ag.
Le résultat du calcul précédent donne-t-il une valeur plus faible ou plus
forte que le ∆T expérimental ? Expliquer par un raisonnement simple,
sans faire de calcul.
Chapitre 5 : Thermodynamique de l’état solide
solubilité ? En déduire celle de l’argent. Tracer le diagramme :
activité = f(composition).
2
◦ ) À 700 K, la solubilité maximale du cuivre dans l’argent en solution solide
est x max
Cu = 10
−2 , où 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 l’argent obtenu à partir de minerais cuprifères, 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 réaction :
2 Cu (solut.sol.) + Ag 2 S (solide pur) →
2 Ag (solut.sol.) + Cu 2 S (solide pur)
Cette réaction est effectuée en atmosphère inerte (azote ou argon). Que
devient la solubilité maximale du cuivre dans l’argent en présence des
deux sulfures ?
On donne les enthalpies libres standards des réactions en J.mol
−1 :
2 Cu (sp) + 1/2 S 2 (gaz) → Cu 2 S (sp)
∆G
◦ T(I) = −142 750 − 26 T log 10 T + 120 T
2 Ag (sp) + 1/2 S 2 (gaz) → Ag 2 S (sp)
∆G
◦ T(II) = −87 740 + 34,52 T
3
◦ ) Un expérimentateur veut déterminer la température de fusion de l’argent et il utilise un métal contenant du cuivre dont la teneur est
x Cu = 10
−2 . Quelle erreur va-t-il commettre ? On supposera que le solide qui se dépose est Ag(sp). La température réelle de fusion de l’argent
est 961
◦ C et l’enthalpie de fusion est ∆H
◦
f (Ag) = 11 244 J.mol
−1 . On
rappelle la relation fondamentale de la cryoscopie :
Lna
R
Ag ≈
∆H f
R
1
T 0
f
−
1
T f
où T f est la température de solidification commençante de la solution
et T
◦
f la température de solidification de Ag liquide pur.
En réalité, le solide qui se dépose est une solution solide riche en Ag.
Le résultat du calcul précédent donne-t-il une valeur plus faible ou plus
forte que le ∆T expérimental ? Expliquer par un raisonnement simple,
sans faire de calcul.