Thermodynamique des mélanges/Stabilité des mélanges

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Stabilité des mélanges
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Chapitre no 3
Leçon : Thermodynamique des mélanges
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critères de stabilité des systèmes modifier

Si on considère un couple de paramètres conjugués ( ) alors les critères de stabilité sont:

 

Critères de stabilité des mélanges modifier

Par exemple, pour un mélange binaire A - B, les couples conjugués seront (μA,nA) et l'équivalent pour B où μi est le paramètre intensif « potentiel chimique de i » et ni est le nombre de moles de i.
Pour un mélange binaire à T et P constants, les critères de stabilité sont alors:

 


Pour un mélange ternaire A - B - C, on va utiliser les fractions molaires  . L'enthalpie libre G est telle que G = G(T,P,nA,nB,nC). Comme on a la relation xA + xB + xC = 1 , alors

 

et les critères de stabilité chimiques seront :

 

Démixtion d'un mélange binaire strictement régulier modifier

La démixtion est la séparation spontanée d'un mélange homogène en plusieurs phases non miscibles de compositions différentes.
Le mélange strictement régulier (voir chapitre précédent) est caractérisé par les relations: λ ≠ 0 , Δhmél = λ.xA.xB et

 

où λ est le paramètre d'interaction, Δhmél l'enthalpie molaire de mélange, Δsmél l'entropie molaire de mélange et xi la fraction molaire de i.

Si λ < 0 , le mélange strictement régulier est toujours stable puisque

  < 0


Si λ > 0 , le mélange strictement régulier peut être stable ou instable. Cela va dépendre de la forme de la courbe  .

 
mélange homogène car Δg-mél a une concavité vers le haut
 
mélange avec démixtion car Δg-mél ne suit pas les critères de stabilité (concavité vers le bas)
 
Démixtion d'un mélange binaire - Spinodale et Binodale

Notes modifier