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RÉSUMÉ
Cet article contribue à la présentation, sous forme de tableaux, des grandeurs thermodynamiques nécessaires au calcul des constantes d’équilibre de réactions entre composés minéraux. Les valeurs présentées sont celles recommandées par Codata (Comité de données pour la science et la technologie), elles concernent les enthalpies standards de formation et les entropies standards pour 151 espèces avec leur intervalle de confiance.
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Pierre PERROT : Professeur Laboratoire de métallurgie physique UMR CNRS 8517 Université de Lille 1
INTRODUCTION
Cet article composé de quatre parties Propriétés thermodynamiques des composés minéraux : partie 1, [Form. K 611 p2], , présente, sous forme de tableaux, les grandeurs thermodynamiques nécessaires au calcul des constantes d’équilibre de réactions entre composés minéraux. Cette 2e partie, le formulaire [Form. K 611 p2], donne les informations minimales permettant le calcul, en première approximation, d'une constante d’équilibre ; la prise en compte des capacités thermiques peut être menée à bien avec le tableau donné dans le formulaire . La manière d’utiliser ces tableaux ainsi que des exemples de calcul ont été abordés dans l’article précédent Propriétés thermodynamiques des composés minéraux, auquel le lecteur se reportera pour traiter les divers problèmes rencontrés au cours de ses activités. Les constantes d’équilibre sont immédiatement utilisables avec les solutions idéales et les gaz parfaits ; le comportement des gaz réels est décrit dans la référence [21].
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Valeurs recommandées par Codata1. Classement des espèces
Pour classer les espèces dans le tableau 1, nous commençons par attribuer aux éléments un « numéro chimique » en suivant la classification périodique de haut en bas et de droite à gauche. Pour des raisons pratiques, nous plaçons les gaz rares à gauche du tableau et nous considérons le deutérium et le tritium comme deux éléments distincts de l’hydrogène (encadré 1).
Le tableau 1 est ensuite divisé en groupes, classés par ordre alphabétique des symboles, chaque groupe correspondant à un élément. Les groupes contiennent le corps simple correspondant, seul ou combiné à des éléments de numéro inférieur.
le groupe de l’hydrogène ne comprend que les espèces H et H2 ; le groupe du fer rassemble le métal pur et ses composés dans lesquels le fer est associé à un ou plusieurs éléments dont tous les numéros chimiques sont inférieurs à 35.
À l’intérieur d’un groupe, le classement s’effectue suivant le même principe en commençant par les éléments de plus petit numéro.
pour le groupe de l’aluminium, on trouvera successivement Al, puis les associations Al-H, Al-F, Al-F-H, Al-Cl, Al-Cl-H, Al-Cl-F, Al-Cl-F-H, Al-Br, etc.
L’écriture naturelle d’un composé suit généralement l’ordre chimique des éléments, par exemple KAl(SO4)2, Li2ZrO3, Mn2SiO4... Néanmoins, il est parfois nécessaire d’admettre une inversion. C’est ainsi que l’on n’écrit pas KO4Cl ou KPO4H2, mais bien KClO4 ou KH2PO4. Le fait de rassembler dans un même groupe les composés deutérés ou tritiés impose les écritures OH2 et D2O.
Le tableau présenté...
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Classement des espèces
Sans remonter aux « International Critical Tables » publiées par le NBS (National Bureau of Standards, actuellement NIST, National Institute of Standards and Technology) dès 1920, les plus anciennes données thermodynamiques ont été rassemblées dans la « NBS Circular 500 » , mises à jour dans les « Technical Note 270 » publiées de 1968 à 1981 , puis rassemblées dans la référence . Ces tables qui fournissent les ΔfH o, ΔfG o, S o et cp des espèces chimiques à 298 K ont servi de point de départ aux compilations ultérieures et à la constitution des bases de données actuelles. Les tables récentes fournissent, dans un large domaine de température, les capacités thermiques, enthalpies et enthalpies libres de formation, constantes d’équilibre de formation à partir des éléments pris dans leur état standard de référence. Landolt-Börstein donne, en outre, graphiquement la variation de cp, ΔfH o et ΔfG o en fonction de T. La littérature de ces dernières années fournit une riche moisson de données thermochimiques (cf. par exemple, les références et qui rassemblent près de 600 résultats). Dinsdale donne, en fonction de la température, les expressions recommandées par SGTE (Scientific Group Thermodata in Europe) pour les enthalpies libres standards des éléments...
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