LC24 : Optimisation d’un procédé
Extraits du BO: Lien du PDF
Prérequis :
- Thermodynamique : premier et second principes
Biblio
- Fosset PSI p173
Idées en vrac : on peut parler de déplacement d’eq (consommation produits, Le chatellier), cinétique, influence T sur k°. La leçon est surtout là pour avoir des considérations industrielles. Peut être l’exemple de NH3 p199-200 du fosset PSI.
On parle de jouer sur l’état final d’un système, il va falloir s’intéresser à l’équilibre.
I Equilibre chimique
On a vu un critère d’évolution ΔrGdξ<0. A l’équilibre, Q=K. Prenons une situation d’équilibre, et on veut modifier le système. Deux possibilités : jouer sur K ou sur Q. Donc on va soit modifier l’équilibre (K) soit changer la composition du système.
Qu’est ce qu’on change en tant qu’expérimentateur le plus facilement? T, P… Voyons ce qu’on peut faire.
Exemple de synthèse NH3 : donner paramètres exp, entre 640K et 800K, et de 80 à 300bars.
II Modification de K
1) Evolution vers l’équilibre:
loi Van’t Hoff, selon si DeltarH><0 réacion endo/exo. Sens d’équilibre si on chauffe ou diminue le système.
2) Détermination et mise en évidence de la loi de Van’t Hoff
protocole.
3) Effet sur l’état d’équilibre
Application à NH3 et graphique?
Remarque : les données exp donnent T assez haute, c’est des considérations cinétiques. Rappel loi d’arrhénus?
On s’intéresse à K° qui dépend explicitement de T. Ce qui est notable ici, c’est que Q peut aussi s’exprimer en fonction de la pression, et nous expérimentateur pouvons fixer la pression !
III Modification de Q
1) Influence de P
Loi de Le chatelier, application à l’exemple de NH3, graphiques. Noter qu’ici on ne modifie pas K° ! On modifie la composition du système pour déplacer l’équilibre, on a modifé Q en changeant des paramètres, et le système se réorganise pour satisfaire la loi GW.
On est en train de jouer sur Q en fait… Mais de façon indirecte. Et on peut modifier les proportions
2) Rupture d’équilibre
Cette situation arrive peu souvent mais est très pratique : imaginez consommer totalement un des réactifs, ou si un des produits s’échappe, ou n’intervient pas dans Q…
Exemple FeO ou estérification? Ou alors l’exemple avec les courbes des gaz inertes : on peut écrire Q facilement en fonction de Ptot.
Protocole : Lien du PDF
Diapo : Lien du PDF
pptx : LC_24.pptx