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Chapitre 5 : Thermodynamique de l’état solide
Cette réaction est la somme des réactions :
TiO 2 → Ti + O 2
∆G
◦ (T) = −∆G
◦
f (T)(TiO 2 )
et
Ti + C → TiC
∆G
◦ (T) = ∆G
◦
f (T)(TiC)
d’où :
∆G
◦ (1 473)(5) = ∆G
◦
f (1 473)(TiC) − ∆G
◦
f (1 473)(TiO 2 )
= −39 450 + 160 550 = 121 100 cal.mol
−1
= −RT Ln K(T)(5)
= −RT Ln P O2 (TiC − TiO 2 )
On a donc :
log 10 P O2 (TiO 2 − TiC) = −
121 100
2,303 × 2 × 1 473
= −17,97
et
P O2 (TiO 2 − TiC) = 1,07.10
−18 atm
Ces résultats montrent que l’oxyde est plus stable que le carbure
si P O2 > 10
−18 atm.
• En fait, en présence de carbone et d’oxygène, il y a apparition de
monoxyde et de dioxyde de carbone gazeux liés par l’équilibre :
2 CO + O 2 = 2 CO 2
(6)
La constante de cet équilibre a pour expression :
K(6) =
P
2
CO2
P 2
CO × P O2
La valeur de l’enthalpie libre standard de cette réaction est :
∆G
◦ (1 473)(6) = −135 000 + 41,5 × 1 473
= −73 870 cal.mol
−1
= −RT Ln K(6) d’où : K(6) = 9,12.10
10
En réalité, la présence des deux oxydes de carbone sous une pression
d’oxygène aussi faible ne peut se faire que par l’intermédiaire de la
réaction de Boudouard (cf. zone hachurée de l’annexe 5.2 Chimie
des solides, p. 266).