TP Équilibre Liquide-Vapeur: Éthanol et 1-Propanol

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Questions and Answers

Quel est l'état d'équilibre étudié dans ce document ?

L'équilibre liquide-vapeur

Pourquoi les données d'équilibre liquide-vapeur sont-elles importantes dans la construction de colonnes de distillation ?

Ces données sont essentielles pour la construction de colonnes de distillation car elles permettent de comprendre comment les différents composants du mélange se comportent lors de l'ébullition et de la condensation.

Quels sont les deux composés du mélange binaire utilisés dans cette expérience ?

L'éthanol et le 1-propanol

Quelle est la température d'ébullition du 1-propanol à la pression atmosphérique (1 atm) ?

97 °C Signup and view all the answers

Quelle est la température d'ébullition de l'éthanol à la pression atmosphérique (1 atm) ?

78 °C Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une cellule ébulliométrique ?

Une cellule ébulliométrique est un appareil utilisé pour déterminer la température d'ébullition d'un mélange liquide. Signup and view all the answers

Quel est le rôle du refroidisseur double enveloppe dans cette expérience ?

Le refroidisseur double enveloppe assure le reflux de la vapeur condensée. Signup and view all the answers

Quels sont les deux points à placer sur le diagramme binaire pour chaque expérience ?

Un point sur la courbe d'ébullition et un autre sur la courbe de rosée. Signup and view all the answers

Quel est le rôle de l'agitateur magnétique dans cette manipulation ?

L'agitateur magnétique permet de mélanger le mélange liquide de manière homogène et constante. Signup and view all the answers

Comment peut-on déterminer la composition molaire du mélange initial ?

La composition molaire du mélange initial est notée XA (fraction molaire d'éthanol). Signup and view all the answers

Comment mesurer la température du mélange à l'équilibre liquide-vapeur ?

La température du mélange à l'équilibre liquide-vapeur est affichée sur l'indicateur digital de la cellule ébulliométrique. Signup and view all the answers

Comment prélever un échantillon de la phase liquide à l'équilibre ?

On prélève un échantillon de la phase liquide à l'équilibre en piquant l'aiguille d'une seringue à travers le septum de l'orifice bas de la cellule et en retirant une petite quantité du liquide bouillant. Signup and view all the answers

Comment prélever un échantillon de la phase vapeur à l'équilibre ?

On prélève un échantillon de la phase vapeur à l'équilibre en piquant l'aiguille d'une deuxième seringue propre et sèche à travers le septum de l'orifice haut de la cellules et en retirant une petite quantité de la vapeur saturante. Signup and view all the answers

Comment peut-on déterminer l'indice de réfraction d'un liquide à 20 degrés Celsius ?

On mesure l'indice de réfraction d'un liquide à 20 degrés Celsius avec un réfractomètre. Signup and view all the answers

Comment convertir l'indice de réfraction mesuré à une température autre que 20 degrés Celsius en indice de réfraction à 20 degrés Celsius ?

On peut convertir l'indice de réfraction mesuré à une température autre que 20 degrés Celsius en indice de réfraction à 20 degrés Celsius à l'aide d'une relation affine. Signup and view all the answers

Comment peut-on tracer le diagramme binaire isobare à l'aide des données recueillies ?

On trace le diagramme binaire isobare à l'aide des données recueillies en utilisant un logiciel de tableur comme Excel. Signup and view all the answers

Les mélanges éthanol/1-propanol peuvent être considérés comme idéaux d'après le diagramme obtenu ?

True Signup and view all the answers

Quelle est la température d'ébullition d'un mélange liquide constitué à 40% d'éthanol et à 60% de 1-propanol en pourcentage molaire ?

La température d'ébullition d'un tel mélange est de 82,6 °C. Signup and view all the answers

Quelle est la température à laquelle il faut arrêter l'ébullition pour récupérer un liquide contenant 35% d'éthanol en pourcentage molaire ?

Il faut arrêter l'ébullition à 84 °C pour récupérer un liquide contenant 35% d'éthanol. Signup and view all the answers

Qu'est-ce que la règle de Levier et à quoi sert-elle ?

La règle de Levier est une relation qui permet de déterminer la proportion de chaque phase (liquide et vapeur) dans un mélange binaire en équilibre. Signup and view all the answers

Qu'est-ce que la volatilité relative d'un mélange ?

La volatilité relative d'un mélange est une mesure de la tendance relative des composants du mélange à s'évaporer. Signup and view all the answers

Comment peut-on calculer la volatilité relative expérimentale d'un mélange ?

La volatilité relative expérimentale d'un mélange peut être calculée à l'aide des pressions partielles des composants du mélange à l'équilibre liquide-vapeur. Signup and view all the answers

Comment peut-on calculer la volatilité relative théorique d'un mélange ?

La volatilité relative théorique d'un mélange peut être calculée à l'aide de l'équation d'Antoine. Signup and view all the answers

Comment peut-on tracer les courbes d'équilibre liquide-vapeur ?

Les courbes d'équilibre liquide-vapeur peuvent être tracées à l'aide des données expérimentales et théoriques obtenues pour chaque mélange. Signup and view all the answers

Que pensez-vous des résultats obtenus dans cette expérience au regard des divergences observées ?

Les résultats obtenus dans cette expérience indiquent certaines divergences possibles dues à des erreurs de mesure ou à des fluctuations des conditions d'expérimentation. Signup and view all the answers

Comment peut-on améliorer la précision des mesures et des résultats de cette expérience ?

Pour améliorer la précision des mesures et des résultats de cette expérience, il est important d'affiner les techniques de mesure, de contrôler plus précisément les conditions d'expérimentation et de comparer les résultats obtenus avec d'autres sources de littérature ou de simulations. Signup and view all the answers

Quelle est l'importance de l'étude des courbes d'ébullition et de rosée dans la distillation ?

L'étude des courbes d'ébullition et de rosée est d'une importance primordiale pour la conception et l'optimisation des colonnes de distillation. Signup and view all the answers

Study Notes

Introduction

L'équilibre liquide-vapeur est l'état où un liquide et sa vapeur sont en équilibre, avec autant de vaporisation que de liquéfaction.
Les données d'équilibre liquide-vapeur servent à la conception de colonnes de distillation, surtout la distillation fractionnée.
Le but de ce TP est de tracer expérimentalement le diagramme binaire isobare et la courbe d'équilibre d'un mélange liquide d'éthanol et de 1-propanol.
Le 1-propanol (C₃H₇OH) bout à 97°C et l'éthanol (C₂H₅OH) à 78°C, sous pression atmosphérique de 1 atm.

Principe de l'expérience

Un mélange binaire (éthanol/1-propanol) est porté à ébullition dans une cellule ébulliométrique.
Lorsque l'équilibre est établi, la température est mesurée.
Une petite quantité de phase liquide et une autre de vapeur sont prélevées pour déterminer la composition des deux phases.
Ces données permettent de tracer la courbe d'ébullition et de rosée sur un diagramme binaire.

Montage

Le pilote expérimental (CE/96) comprend :
- Une plaque chauffante avec agitateur magnétique.
- Une cellule ébulliométrique.
- Un refroidisseur à double enveloppe.

Manipulation

Vérifier la circulation d'eau dans le réfrigérant.
Mettre l'ébulliomètre en marche.
Placer le barreau magnétique dans la chaudière.
Ajouter le mélange binaire avec précaution.
Mettre en route le chauffage et l'agitation.
Observer la variation de température.
Attendre 10 minutes pour l'équilibre.
Noter la température.
Prélever des échantillons de phase liquide et vapeur.
Déterminer l'indice de réfraction des échantillons refroidis à 20°C.
Utiliser la relation n(T) = n₂₀ + 0,00045(T - 20) pour ajuster les indices de réfraction à 20°C

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Description

Ce quiz porte sur le TP de l'équilibre liquide-vapeur, où vous tracerez expérimentalement le diagramme binaire isobare d'un mélange d'éthanol et de 1-propanol. Vous explorerez les concepts de vaporisation et de liquéfaction, ainsi que la manière de mesurer les températures et de déterminer la composition des phases. Préparez-vous à plonger dans les fondements des procédés de distillation!