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Cours de rectification: isobares d'ébullition et de rosée

Pour un mélange binaire A+B donné et à une pression donnée:

 

  • l'isobare d'ébullition donne la température d'ébullition d'une solution de titre molaire x
  • l'isobare de rosée donne la température de condensation d'une vapeur de titre molaire y
  • une solution de titre molaire x émet, à l'ébullition, une vapeur de titre molaire y situé sur la courbe de rosée et à la même température (droite horizontale)
  • une solution de titre molaire x, lorsqu'elle est portée à la température du point M, est partiellement vaporisée donnant deux phases L (liquide) et V (vapeur), ayant pour compositions les abscisses des points L et V
  • Règle des moments ou des segments inverses: Si M (respectivement L et V) représentent les masses du mélange (respectivement de la phase liquide et de la phase vapeur), on peut écrire la relation: L/V=MV/LM, LM et MV étant les longueurs des segments LM et MV par ex en cm. L'autre relation de bilan matière M=L+V permet de déterminer les masses respectives de la phase vapeur et de la phase liquide.

On considère un mélange binaire A+B de composition xf, auquel on fait subir une transformation isobare en système fermé.

  • à l'état liquide froid, la pression totale émise par le liquide est inférieure à la pression de tracé de l'isobare. Seule la phase liquide est tracée, elle est représentée par le point M=L.
  • à l'état liquide bouillant, la phase liquide L qui est toujours à la composition xf (M=L) émet une phase vapeur V de composition y située sur une horizontale (même température)
  • lorsque une partie du mélange est vaporisée (point M situé entre les isobares d'ébullition et de rosée, M=L+V), il y a en présence une phase liquide de composition x et une phase vapeur de composition y. Le bilan matière en constituant volatil s'écrit:

 

M xf = L x + V y

 

  • Ce bilan se traduit graphiquement par la règle des moments, ou règle des segments inverses: L/V=MV/LM, LM et MV étant les longueurs des segments entre les points L et M et M et V, par exemple mesurés en cm.
  • à l'état vapeur saturante, la phase vapeur V a pour composition y=xf , et la phase liquide L à virtuellement disparu, la dernière goutte de liquide ayant pour composition x situé la courbe d'ébullition, sur l'horizontale passant par V.
  • à l'état vapeur surchauffé, la phase liquide a entièrement disparue.

 

 

Autres références: