CHAPITRE XI LES DIAGRAMMES DE PHASE - LES SYSTÈMES BINAIRES

PRÉAMBULE Le chapitre précédent a traité principalement de la séparation des deux liquides miscibles en toutes proportions et des procédés de distillation. Intuitivement ou expérimentalement, on sait déjà qu’il existe des paires de solides complètement solubles l’un dans l’autre, d’autres pairs totalement insolubles avec probablement des situations intermédiaires. Comment peut-on décrire et caractériser les équilibres entre les deux phases des deux solides purs ? Existent-ils des états intermédiaires ? Quelles sont leurs propriétés ? Bien évidemment, comment peut-on de ces mélanges binaires obtenir les constituants à l’état pur ?

1. Rappels - La règle des phases 1- Définitions a- phase  : Une phase est toute partie homogène d’un système physiquement distincte des autres parties dont elle est séparée par des surfaces de délimitation bien définies. b- nombre de composants C : Chaque phase contient un nombre d’espèces bien définies. Le nombre de composants est ce nombre d’espèces diminué du nombre de relations chimiques qui les relient. Nota : ne pas confondre composant et composé ! c- variance  : Lorsque le nombre de composants d’un système et les composants de chacune des phases sont précisés, c’est le nombre de facteurs qu’il faut préciser pour que l’équilibre soit défini. Nota : la variance est aussi appelée le nombre de degré de liberté du système. 2- Calcul théorique de la variance (voir le Chapitre 7.2-b) :



=

C +

2  

3- Cas particuliers. Dans le cas où la phase gazeuse n’intervient pas, le paramètre pression n’intervient pas puisque les solides et les liquides sont réputés incompressibles :  = C+1 C’est le cas des courbes de fusion, des transformations allotropiques.

2. Diagrammes binaires solides-solides

+



Figure 11.1. Formation d’une solution solide interstitielle. 2.a Les solutions solides Il est difficile de prévoir l’allure d’un diagramme quel que soit