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Equilibres

 

Nombre de crédits : 3

Responsable pédagogique : Anne-Marie Aucour

Type d’enseignement : 20 h CM, 20 h TD

 

Programme, contenu de l’UE et compétences acquises à l’issue de l’UE :

 

Rappels : Application des potentiels thermodynamiques pour décrire l'état d'équilibre thermodynamique.
I. Equilibres chimiques dans les eaux naturelles
I.1 Equilibre acide - base
Couples acide-base des eaux naturelles. Méthode de résolution pour les problèmes d'équilibre en solution : résolution graphique (exemple diagramme logC-pH), méthode de Newton-Raphson
Alcalinité.
Recherche des couples actifs
I.2. Dissolution, précipitation
Degré de saturation. Composition d'une eau en équilibre avec la calcite. Le système carbonate océanique. Saturation de l'océan vis-à-vis de CaCO3. Facteur de Revelle.
I.3. Oxydo-réduction
Demi-réaction, potentiel standard d'oxydoréduction. Echelles Eh, pe. Diagramme Eh-pH : cas des métaux, de l'N, du S, du C. Zonation rédox. Mise en évidence du non -équilibre rédox. Cinétique d'oxydation: rôle des microorganismes.
II- Equilibres de phases
II-1. Notion de phase, la règle de phase, exemple du diagramme de phase de l'eau.
II-2 Potentiel chimique et diagramme de phases
Détermination de G et µ et leur variation avec la pression et la température.
Calcul d'une courbe de réaction pour des phases pures. Relation de Clapeyron.
Etude et caractérisation des diagrammes de phase binaires.
Diagrammes de phase ternaires
Exemple du système plagioclase-diopside et du système olivine-opx-cpx comme analogue simplifié du manteau.
II-3. Les transitions de phase
Caractérisation des différentes transitions de phase : 1er et 2eme ordre ; transitions polymorphiques, transitions ordre-désordre
Etat métastable et énergie d'activation.
II-4. Les solutions solides
Définition d'une solution solide. Enthalpie et entropie des solutions.
Relation entre l'activité et la concentration ; énergie libre de Gibbs des solutions solides.
Solution idéale, les lois de Raoult et d'Henri, non-idéalité, les coefficients d'activité.
Différents modèles de solution solide non-idéale, paramètres d'interaction, équation de Margules.
La démixtion : exemple des feldspaths et des pyroxènes.

 

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