TABLE DES MATIÈRES
iii
1.3
Définition d’une grandeur molaire partielle . . . . . . . . .
73
1.4
Relation de GIBBS-DUHEM . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
1.5
Exemple du volume molaire partiel . . . . . . . . . . . . .
74
1.6
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange . . . . . .
76
1.7
Relations entre grandeurs molaires partielles . . . . . . . .
78
1.8
Équilibre de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
2
Potentiel chimique d’un gaz dans un mélange gazeux . . . . . . . .
82
2.1
Les gaz parfaits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
2.2
Cas d’un mélange de gaz réels . . . . . . . . . . . . . . . .
84
3
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange en phase condensée 85
3.1
Étude expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
3.2
Expression du potentiel chimique d’un constituant d’un mélange idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
3.3
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange réel . . .
89
3.4
Interprétation physique des coefficients d’activité . . . . . .
90
4
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
4.1
Applications de la relation de GIBBS-DUHEM . . . . . . . .
93
4.2
Comportement asymptotique du potentiel chimique . . . . .
94
4.3
Lien avec la loi de HENRY . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
5
Différentes expressions du potentiel chimique . . . . . . . . . . . .
97
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5 Équilibres chimiques
107
1
Avancement d’une réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1.1
Stœchiométrie d’une réaction . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1.2
Variable de DE DONDER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
1.3
Utilisation de la variable de DE DONDER . . . . . . . . . . 109
1.4
Généralisation aux systèmes sièges de plusieurs réactions
chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2
Critères d’évolution d’un système siège d’une réaction chimique . . 112
2.1
Position du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.2
Introduction du second principe . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.3
Relation entre affinité chimique et fonctions d’état usuelles . 113
2.4
Évolution d’un système et signe de l’affinité . . . . . . . . . 115
2.5
Lien entre affinité chimique et potentiel chimique . . . . . . 115
3
Constante d’équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1
Expression des potentiels chimiques . . . . . . . . . . . . . 115
3.2
Expression de l’affinité chimique . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3
Constante d’équilibre standard . . . . . . . . . . . . . . . . 118
iii
1.3
Définition d’une grandeur molaire partielle . . . . . . . . .
73
1.4
Relation de GIBBS-DUHEM . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
1.5
Exemple du volume molaire partiel . . . . . . . . . . . . .
74
1.6
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange . . . . . .
76
1.7
Relations entre grandeurs molaires partielles . . . . . . . .
78
1.8
Équilibre de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
2
Potentiel chimique d’un gaz dans un mélange gazeux . . . . . . . .
82
2.1
Les gaz parfaits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
2.2
Cas d’un mélange de gaz réels . . . . . . . . . . . . . . . .
84
3
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange en phase condensée 85
3.1
Étude expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
3.2
Expression du potentiel chimique d’un constituant d’un mélange idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
3.3
Potentiel chimique d’un constituant d’un mélange réel . . .
89
3.4
Interprétation physique des coefficients d’activité . . . . . .
90
4
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
4.1
Applications de la relation de GIBBS-DUHEM . . . . . . . .
93
4.2
Comportement asymptotique du potentiel chimique . . . . .
94
4.3
Lien avec la loi de HENRY . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
5
Différentes expressions du potentiel chimique . . . . . . . . . . . .
97
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5 Équilibres chimiques
107
1
Avancement d’une réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1.1
Stœchiométrie d’une réaction . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1.2
Variable de DE DONDER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
1.3
Utilisation de la variable de DE DONDER . . . . . . . . . . 109
1.4
Généralisation aux systèmes sièges de plusieurs réactions
chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2
Critères d’évolution d’un système siège d’une réaction chimique . . 112
2.1
Position du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.2
Introduction du second principe . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.3
Relation entre affinité chimique et fonctions d’état usuelles . 113
2.4
Évolution d’un système et signe de l’affinité . . . . . . . . . 115
2.5
Lien entre affinité chimique et potentiel chimique . . . . . . 115
3
Constante d’équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1
Expression des potentiels chimiques . . . . . . . . . . . . . 115
3.2
Expression de l’affinité chimique . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3
Constante d’équilibre standard . . . . . . . . . . . . . . . . 118