Loi de Raoult – solutions non idéales et azéotropes

Ce qu’elle montre

La loi de Raoult dit que chaque liquide volatil d'une solution idéale apporte une pression de vapeur partielle p_A = x_A·p°_A. Le benzène et le toluène se comportent presque idéalement. Quand les attractions A–B sont plus faibles que les attractions A–A et B–B, la pression de vapeur dépasse la prévision de la loi de Raoult (écart positif) ; quand elles sont plus fortes, elle est plus basse (écart négatif). Les grands écarts donnent des azéotropes : des mélanges qui bouillent à température constante avec une vapeur de même composition, si bien que la distillation fractionnée ne peut pas les séparer.

Mode d’emploi

Choisissez le Couple. Dans Pression de vapeur, réglez la Fraction molaire x_A et la Température, puis appuyez sur Enregistrer la mesure. Dans Ébullition, appuyez sur Faire bouillir pour plusieurs compositions ; après cinq, appuyez sur Afficher les courbes, trouvez l'azéotrope et appuyez sur Distillation fractionnée. Molécules compare les attractions et les signes de ΔmixH et ΔmixV.

Paramètres modifiables

• Onglet Pression de vapeur, Ébullition, Molécules
• Couple Benzène (A) – toluène (B), Éthanol (A) – propanone (B), Éthanol (A) – eau (B), Propanone (A) – trichlorométhane (B), Acide nitrique (A) – eau (B)
• Fraction molaire x_A 0–1
• Température 10–80 °C

Questions à explorer

1. À la même température, comment les pressions de vapeur totales de benzène–toluène et éthanol–propanone se comparent-elles à la loi de Raoult ?
2. Pourquoi la vapeur au-dessus du mélange benzène–toluène contient-elle plus de benzène que le liquide ?
3. Pourquoi la distillation fractionnée d'un éthanol dilué ne donne-t-elle jamais d'éthanol pur ?