De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations.

Binaire à deux azéotropes

Le système binaire benzène-hexafluorobenzène a la particularité de présenter deux azéotropes à deux compositions différentes, l'un positif, l'autre négatif.

Question

Cherchez à représenter les données expérimentales disponibles pour ce système (isobare à pression atmosphérique).

(lien vers le simulateur)

Indice

Réalisez par exemple un ajustement avec l'équation de Margules[1], en demandant le tracé de l'enthalpie libre d'excès[2]. Vous vous rendrez compte que le expérimental change de signe en fonction de la composition (positif, puis négatif, lorsque la fraction molaire[3] en benzène passe de 0 à 1).

Regardons l'expression de Van Laar[4] :

pour que cette expression puisse changer de signe, il faut que le dénominateur passe par zéro (et donc que devienne infini). On peut donc éliminer l'expression de Van Laar[4]...

Solution

On peut utiliser l'expression de Margules[1], avec et , ou NRTL[5] avec , et . Les déviations moyennes en température sont très faibles (0,14K pour Margules[1], 0,08K pour NRTL[5]). La comparaison graphique montre néanmoins un certain écart entre calcul et expérience, mais il faut bien voir que le domaine de températures couvert par ces données isobares n'est à peine de 1°C : les mesures précises sont donc particulièrement difficiles.

L'expression de Van Laar[4] est totalement inutilisable pour ce mélange.

  1. Margules

    expression empirique de l'enthalpie libre d'excès des mélanges liquide, applicable uniquement à des mélanges binaires

  2. excès (grandeur d')

    différence entre la valeur de la grandeur considérée dans la solution liquide réelle et la valeur qu'elle aurait si la solution était idéale. On utilise en particulier l'enthalpie libre d'excès, l'enthalpie d'excès et le volume d'excès

  3. fraction molaire

    La fraction molaire d'un constituant est le rapport du nombre de moles de ce constituant au nombre de moles total dans le mélange. Elle est notée dans une phase liquide et dans une phase vapeur

  4. Van Laar

    expression empirique de l'enthalpie libre d'excès des mélanges liquide, à réserver à des mélanges binaires

  5. NRTL

    Non-Random Two Liquid : expression de l'enthalpie libre d'excès basée sur le concept de compositions locales

Jacques Schwartzentruber (EMAC) Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'IdentiqueRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)