Etude d'un système
binaire : concours assistant d'ingénieur 2013
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Suite
à l’étude de l’équilibre liquide-vapeur du mélange binaire formé de
dioxane (constituant A) et d’isopropanol (constituant B) sous la
pression atmosphérique, on dispose du diagramme binaire suivant :
En absice, XB correspond à la fraction molaire en Isopropanol pour le liquide et YB à la fraction molaire en Isopropanol pour la vapeur ; en ordonnée a été placée la température.
Indiquez sur le diagramme les domaines de stabilité de chaque phase ainsi que le nom de chacune des deux courbes.
![](image/asi31.jpg)
Pourquoi peut-on dire qu’on est en présence d’un système binaire avec miscibilité totale en phase liquide ?
L e diagramme présente un seul fuseau.
D’après
le diagramme, qu’elle est la température d’ébullition du dioxane pur
sous la pression atmosphérique ? Quel est le liquide le plus volatil ?
La température d'ébullition du dioxane pur est voisine de 101°C, celle de l'isopropanol de 82,2°C ; ce dernier est le liquide le plus volatil.
Un mélange gazeux de fraction molaire YB = 0,5 en isopropanol et de température égale à 100 °C est refroidi lentement et de façon régulière. A
quelle température apparaitra la première goutte de liquide ? Quelle
sera la fraction molaire en isopropanol de cette première goutte de
liquide ?
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On considère un liquide de fraction molaire en isopropanol XB = 0,4. On sait qu’initialement ce liquide contient en tout 1000 moles. On porte ce mélange à une température de 90 °C. En appliquant le théorème des moments, déterminez le nombre de moles dans la phase liquide et dans la phase gazeuse.
![](image/asi33.jpg)
On note nV la quantité de matière de vapeur et nL la quantité de matière de liquide.
Théorème des moments chimiques : nV MV = nL ML.
D'après le graphe ML =0,4-0,31 = 0,09 et MV =0,52-0,4 = 0,12 ; par suite : 0,12 nV = 0,09 nL.
nV = 0,09/0,12 nL =0,75 nL.
de plus nV+nL = 1000 ; 1,75 nL = 1000 ; nL ~571 moles ; nV =429 moles.
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On sait qu’un mélange, chauffé à une température de 93 °C, contient en mole trois fois plus de vapeur que de liquide.
En utilisant le théorème des moments, déterminez la fraction molaire en isopropanol de ce mélange.
![](image/asi35.jpg)
nV = 3nL ; théorème des moments chimiques : nV MV = nL ML soit 3 nL MV =nLML ; ML = 3 MV.
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On distille un liquide de fraction molaire en isopropanol XB = 0,1.
Quel
nombre de plateaux théoriques doit contenir la colonne pour obtenir une
vapeur telle que la fraction molaire en isopropanol YB = 0,75 ? 5 plaeaux théoriques.
![](image/asi34.jpg)
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