De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations.

Les solides cristallisés

Supposons que l'une des espèces intervenant dans la réaction soit un solide cristallisé pure. Son potentiel chimique[1] ne dépend donc pas de la composition.

Deux cas sont à distinguer :

  1. la même espèce chimique existe couramment à l'état vapeur, et les propriétés de cette vapeur sont aisément accessibles : on peut alors utiliser comme état standard[2] l'état de gaz parfait sous 1 bar (exemple de la glace, pour laquelle l'état standard[2] est la vapeur d'eau à la même température).

    On écrira alors :

    La fugacité[3] du solide s'identifie alors à la pression de saturation du solide (pression d'équilibre solide-liquide, ou de sublimation à la température )

  2. pour certains éléments solides, on a choisi comme état standard[2] l'état solide : c'est le cas du carbone, pour lequel l'état standard[2] est le graphite.

    On écrit alors la définition de la fugacité[3] sous la forme plus générale :

    et, dans la pratique, le rapport est très proche de l'unité (la fugacité[3] du solide dépendant très peu de la pression).

Dans les deux cas, la fugacité[3] du solide à température donnée est une constante : il est tentant de porter cette constante dans la constante d'équilibre, ce qui permet d'omettre les solides purs du rapport des fugacités[3]. Mais il faut être conscient que lorsque l'état standard[2] pour le solide est un état de gaz parfait, la constante d'équilibre en est modifiée.

  1. potentiel chimique

    le potentiel chimique de l'espèce i dans un mélange est défini par . À l'équilibre, le potentiel chimique de chaque espèce est homogène dans tout l'espace accessible à cette espèce

  2. état standard

    état défini pour chaque constituant à la pression standard . Nous choisirons le plus souvent comme état standard l'état de gaz parfait pur, sous la pression de 1 bar, à la température considérée

  3. fugacité

    grandeur homogène à une pression, définie par

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