Exercices de chimie des solides
71
• Considérons alors l’équilibre, dit de Boudouard, qui se produit lorsqu’il y a beaucoup de monoxyde de carbone en présence de carbone,
et correspondant à des pressions d’oxygène très faibles (de l’ordre
de 10
−20 atm) :
2 CO (gaz) = CO 2 (gaz) + C (s.p.)
(7)
La variation d’enthalpie libre standard de la réaction liée à cet
équilibre a pour valeur, à 1 473 K :
∆G
◦ (1 473)(7) = 40 800 − 41,7 × 1 473 = −20 624 cal.mol
−1
= −RT Ln K(7)
avec :
K(7) =
P CO 2
P 2
CO
d’où :
log 10 K(7) = 3,06 et K(7) = 1 148
• On peut maintenant considérer les équilibres CO-CO 2 -C précédents en tenant compte des pressions d’oxygène en équilibre avec
le titane, le dioxyde et le carbure, en portant ces valeurs dans K (6)
et K (7).
– Dans le cas du système titane-dioxyde, on obtient :
P O2 = 1,51.10
−24 atm
P CO = 3,23.10
−10 atm
et
P CO 2 = 1,19.10
−16 atm
– Dans le cas du système carbure-dioxyde, on obtient :
P O2 = 1,07.10
−18 atm
P CO = 2,72.10
−7 atm
et
P CO 2 = 1,19.10
−11 atm
Les conclusions précédentes sont encore valables, mais on constate
l’apparition des oxydes de carbone, sous très faibles pressions. Ces
conditions d’équilibre entre le dioxyde de titane et le métal d’une
part, et le carbure et le dioxyde d’autre part, montrent que la
formation de ces composés dépend fortement des conditions expérimentales, c’est-à-dire de l’atmosphère gazeuse dans laquelle se
trouvent les phases solides.
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• Considérons alors l’équilibre, dit de Boudouard, qui se produit lorsqu’il y a beaucoup de monoxyde de carbone en présence de carbone,
et correspondant à des pressions d’oxygène très faibles (de l’ordre
de 10
−20 atm) :
2 CO (gaz) = CO 2 (gaz) + C (s.p.)
(7)
La variation d’enthalpie libre standard de la réaction liée à cet
équilibre a pour valeur, à 1 473 K :
∆G
◦ (1 473)(7) = 40 800 − 41,7 × 1 473 = −20 624 cal.mol
−1
= −RT Ln K(7)
avec :
K(7) =
P CO 2
P 2
CO
d’où :
log 10 K(7) = 3,06 et K(7) = 1 148
• On peut maintenant considérer les équilibres CO-CO 2 -C précédents en tenant compte des pressions d’oxygène en équilibre avec
le titane, le dioxyde et le carbure, en portant ces valeurs dans K (6)
et K (7).
– Dans le cas du système titane-dioxyde, on obtient :
P O2 = 1,51.10
−24 atm
P CO = 3,23.10
−10 atm
et
P CO 2 = 1,19.10
−16 atm
– Dans le cas du système carbure-dioxyde, on obtient :
P O2 = 1,07.10
−18 atm
P CO = 2,72.10
−7 atm
et
P CO 2 = 1,19.10
−11 atm
Les conclusions précédentes sont encore valables, mais on constate
l’apparition des oxydes de carbone, sous très faibles pressions. Ces
conditions d’équilibre entre le dioxyde de titane et le métal d’une
part, et le carbure et le dioxyde d’autre part, montrent que la
formation de ces composés dépend fortement des conditions expérimentales, c’est-à-dire de l’atmosphère gazeuse dans laquelle se
trouvent les phases solides.