S’entraîner : Diagrammes binaires et théorème des moments chimiques

Ce que vous travaillez

Lire et exploiter un diagramme d'équilibre entre deux phases d'un mélange de deux constituants, à pression fixée (isobare, en fonction de la température) ou à température fixée (isotherme, en fonction de la pression). Vocabulaire de la lecture : courbes de bulle et de rosée pour un équilibre liquide-vapeur, liquidus et solidus pour un équilibre solide-liquide, domaines à une et à deux phases, fuseau simple, mélange à point d'ébullition constant (azéotrope), point eutectique d'un binaire à miscibilité nulle à l'état solide. Détermination de la composition de CHAQUE phase par lecture horizontale, puis des quantités de matière ou des masses de chaque phase par le théorème des moments chimiques — le bilan de matière écrit sous forme de bras de levier. Application à la distillation fractionnée et à la solidification d'un alliage.

À maîtriser avant de commencer

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

• États de la matière et changements d'état — Solide, liquide, gaz ; propriétés macroscopiques ; fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction ; palier de température lors d'un changement d'état d'un corps pur.
• Corps purs et mélanges — Mélange homogène/hétérogène, corps pur, techniques de séparation (décantation, filtration, distillation), miscibilité.
• Masse, volume et masse volumique — ρ = m / V, unités (kg/m³, g/cm³, g/mL), masse volumique de l'eau, identification d'une espèce, flottabilité.
• Masse molaire et quantité de matière — Masse molaire atomique (tableau périodique) et moléculaire (somme pondérée par les indices), relation n = m / M, passage masse ↔ quantité de matière ↔ nombre d'entités.
• Proportionnalité — Reconnaître une situation de proportionnalité, coefficient de proportionnalité, passage à l'unité, produit en croix, tableau et représentation graphique.
• Géométrie repérée — Coordonnées d'un point, milieu d'un segment, distance entre deux points dans un repère orthonormé, équation de droite.
• Grandeurs standard de réaction et enthalpie libre — État standard et grandeurs standard de réaction ; enthalpie standard de réaction obtenue par la loi de Hess à partir des enthalpies standard de formation ; entropie standard de réaction et signe prévisible d'après le désordre ; enthalpie libre standard reliant enthalpie, entropie et température ; relation entre enthalpie libre standard et constante d'équilibre ; enthalpie libre de réaction, quotient de réaction et critère d'évolution spontanée ; influence de la température sur la constante d'équilibre (relation de van 't Hoff).
• Réseaux cubiques et compacité — Description d'un solide cristallin : réseau, motif, maille conventionnelle ; les trois réseaux cubiques (simple, centré, à faces centrées) ; population d'une maille, coordinence, condition de tangence entre plus proches voisins, relation entre le rayon métallique et le paramètre de maille ; compacité ; masse volumique d'un cristal métallique ; sites interstitiels octaédriques et tétraédriques d'un réseau cubique à faces centrées, leur nombre et la taille maximale de l'atome inséré.

Comment se déroule la séance

Cette séance s’appuie sur 1 exercice vérifié. Chacun produit un nouvel énoncé à chaque ouverture, avec une solution calculée.

Formats de réponse : Réponse numérique (1). Difficulté 4 sur 5. Environ 5 minutes pour un premier passage.

Dans votre compte : aide graduée (indice, rappel de cours, aide au démarrage), corrigé pas à pas après chaque tentative, suivi de vos progrès.

Essayez un exercice, sans compte

Un exercice réel de cette séance, le même pour chaque visiteur. Répondez, puis vérifiez : la correction est calculée, et le corrigé s’affiche après votre tentative.

Pour aller plus loin

• Lire le début du cours : Diagrammes binaires et théorème des moments chimiques
• Fiche de révision : Matériaux et diagrammes binaires (Prépa 2e année)
• Fiche de révision : Thermodynamique chimique (Prépa 2e année)
• Notion suivante : Optimisation d'un procédé chimique : variance et déplacement d'équilibre
• Tous les entraînements de Chimie