Le tétrachlorure de carbone CCl4 (température de vaporisation standard, c'est-à-dire sous 1 bar: 76.65°C; enthalpie de vaporisation: 29.82 kJ.mol-1) et le tétrachloroéthylène C2Cl4 (température de vaporisation standard: 121.1°C; enthalpie de vaporisation: 39.72 kJ.mol-1) forment des solutions idéales.
Quelle est la composition de la solution qui bout à 70°C sous 50.00 kPa?
Quelle est la composition de la vapeur en équilibre avec cette solution?
Tracer schématiquement le diagramme de phase liquide-vapeur isotherme à 70°C, en y portant les résultats des calculs précédents et en identifiant toutes les régions du diagramme;
Tracer schématiquement le diagramme de phase liquide-vapeur isobare sous 50.00 kPa, en y portant les résultats des calculs précédents et en identifiant toutes les régions du diagramme.
Solution
La solution qui bout à 70°C sous 50.00 kPa est la solution qui possède une pression de vapeur de 50 kPa à 70°C. On peut déterminer sa composition à partir de la loi de Raoult puisque la solution est idéale. Pour cela on a besoin des pressions de vapeur des constituants purs. On les calcule par l'équation de Clapeyron à l'aide des températures de vaporisation standard et des enthalpies de vaporisation. On obtient ainsi 81.89 kPa pour CCl4 et 16.46 kPa pour C2Cl4. La fraction molaire de CCl4 cherchée, x, est telle que:
50 = 81.98x + 16.46(1-x)
soit xCCl4 = 0.5119
La fraction molaire de CCL4 dans la vapeur, yCCl4, est:
y = PCCl4/Ptotale = 81.89xCCl4 / 50 = 0.8394
Pour tracer le diagramme isobare à 50 kPa, on a besoin des températures de vaporisation des constituants purs à cette pression. On utilise à nouveau l'équation de Clapeyron, qui conduit à 54.5°C pour CCl4 et 99.8°C pour C2Cl4
