De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations.

Azéotropie

Définitionazéotrope

Un azéotrope est un équilibre liquide-vapeur tel le liquide et la vapeur aient la même composition.

La situation d'azéotropie[1] est assez fréquente, et a d'importantes implications pratiques.

L'azéotrope est, par définition, un point de rencontre entre la courbe de bulle[2] et de rosée[3]. Ces deux courbes ne se croisent pas (sur un diagramme isotherme, par exemple, la courbe de bulle[2] reste toujours au dessus de la courbe de rosée[3]), mais elles sont simplement tangentes l'une à l'autre.

Azéotropie : binaire propanol (1) - eau (2)InformationsInformations[4]
Azéotropie : binaire propanol (1) - eau (2)[Zoom...]InformationsInformations[5]

On peut démontrer qu'un azéotrope est forcément un extremum commun des courbes de bulle[2] et de rosée[3] (donc que la tangente commune est horizontale).

  • on parle d'azéotrope positif lorsque qu'il s'agit d'un maximum dans le diagramme isotherme (ou un minimum dans le digramme isobare).

  • on parle d'azéotrope négatif s'il s'agit d'un minimum dans le diagramme isotherme (ou un maximum dans le diagramme isobare)

Les azéotropes positifs sont de loin les plus fréquents.

Quelques propriétés des azéotropes :

  • Il n'est pas possible de séparer les constituants d'un mélange azéotropique par distillation liquide-vapeur : en effet, dans les conditions azéotropiques, les deux phases ont la même composition, des deux constituants ont la même volatilité (la même tendance à passer en phase vapeur)

  • de part et d'autre de l'azéotrope en termes de composition, les volatilités relatives des constituants sont inversées : ainsi, dans un mélange propanol-eau à 10% molaire en propanol, c'est le propanol qui est le plus volatil (c'est lui qui passe préférentiellement en phase vapeur, la phase vapeur est plus riche en propanol que la phase liquide). Par contre, dans un mélange à 90% en propanol, c'est l'inverse, et l'eau apparaît comme plus volatile que le propanol.

  • dans le cas d'un azéotrope positif, le mélange azéotropique bout à une température inférieure à la température de chacun des corps purs. On utilise parfois cette propriété pour vaporiser un solvant à basse température, en rajoutant un constituant avec lequel il forme un azéotrope.

  1. azéotropie

    équilibre liquide-vapeur où le liquide et la vapeur ont la même composition

  2. bulle (température ou pression de)

    condition dans laquelle la première bulle de vapeur apparaît dans un mélange liquide

  3. rosée (température ou pression de)

    condition dans laquelle la première goutte de liquide apparaît dans un mélange vapeur

  4. Jacques Schwartzentruber Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'Identique

  5. Jacques Schwartzentruber Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'Identique

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