Bonjour les gens, 

J'ai un exercice de chimie physique où je dois trouver le point de rosée / d'ébulition en terme de pression. Voici l'énoncé:

Le n-butyl acétate (BA) est produit en phase liquide à partir de butanol (B) et d’acide acétique (A). C’est une simple réaction d’estérification qui est donc limitée par sa constante d’équilibre. On opère sur un isotherme à 389 K à 1 bar (pression du système). 

 À l'équilibre, les fractions molaires sont \( x_{eq, H2O} = 0.3125 \) , \( x_{eq, BA} = 0.1875 \), \( x_{eq, A} = 0.3125 \) et \( x_{eq, B} = 0.1875 \). 

Je dois déterminer le point de rosée et d'ébulition (bubble point) du mélange à l'équilibre. On me demande aussi si un équilibre vapeur-liquide existe à ces conditions. 

Premièrement, je vois pas comment considérer tout le mélange qui est ici de 4 composants donc ça devient compliqué à visualiser. Je connais les paramètres d'Antoine ce qui me permettrait de trouver la pression de saturation / de vapeur ainsi que les constantes de Raoult K. Cependant, comme K dépend de la pression, je ne pense pas qu'on puisse / doive calculer ça directement... Pour moi, au point de rosée (dew point), on a \( y_{H2O} = 1\) mais quid des autres espèces? 

NB: je sais que souvent on parle de température d'ébulition / de rosée mais ici c'est demandé en terme de pression donc on garde T constant :-)

Merci beaucoup pour votre aide!

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Edité par AntoineRb 8 octobre 2018 à 11:43:35

Up

Je ne suis peut être pas suffisamment compétant pour répondre à cette question, mais j'ai juste remarqué quelque chose d'étrange dans l'énoncé :

Les 4 fractions molaires sont identiques ?

Oups... j'ai oublié de les changer. Deux sont identiques mais les les autres ! De toute façon, c'est pour le principe de comment faire

mes souvenirs sur la thermodynamique des mélanges étant plus qu'anciens, a fortiori non binaires,  je ne garantie pas la suite   mais il me semble que:

- si on travaillait sur une solutions idéale  et un mélange de gaz parfaits,( fractions molaires respectives \(x_i, y_i\) ),  on arrive facilement, en appliquant lois de Raoult et Dalton généralisant un mélange binaire à la surface de définition de  la pression de bulle par \(P=\sum_1^4 x_i P_i^s\) et  celle de rosée par \(P=\frac{1}{\sum_1^4 \frac{y_i}{P_i^s}}  \). Les paramètres d'Antoine connus permettent  de calculer les pressions saturantes et donc on a tous les éléments pour trouver les pressions demandées.

- Comme tu parles de constantes de Raoult, j'imagine que on ne suppose pas un mélange idéal et que la loi de Raoult deviendrait  \(P_i=x_i K_i P_i^s\) (?)
Donc si on tient compte d'un loi de Raoult corrigée, et  comme tu le dis justement, les \(K_i\) dépendant de P, les équations obtenues deviennent des équations implicites en  P . Il faudrait donc connaitre les \(K_i(P)\) pour obtenir les pressions cherchées par un calcul itératif.

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Edité par Sennacherib 11 octobre 2018 à 9:33:35