Solution régulière - Regular solution

En chimie , une solution régulière est une solution dont l' entropie de mélange est égale à celle d'une solution idéale de même composition, mais n'est pas idéale en raison d'une enthalpie de mélange non nulle . Une telle solution est formée par mélange aléatoire de composants sans interactions spécifiques fortes, et son comportement ne diverge que modérément de celui d'une solution idéale . Son entropie de mélange est égale à celle d'une solution idéale de même composition, du fait d'un mélange aléatoire sans interactions spécifiques fortes. Pour deux composants

${\ displaystyle \ Delta S_ {mix} = - nR (x_ {1} \ ln x_ {1} + x_ {2} \ ln x_ {2}) \,}$

où est la constante de gaz , le nombre total de moles et la fraction molaire de chaque composant. Seule l' enthalpie de mélange est non nulle, contrairement à une solution idéale, tandis que le volume de la solution est égal à la somme des volumes des composants. ${\ displaystyle R \,}$${\ Displaystyle n \,}$${\ displaystyle x_ {i} \,}$

traits

Une solution régulière peut également être décrite par la loi de Raoult modifiée avec une fonction de Margules avec un seul paramètre : ${\ displaystyle \ alpha}$

${\ displaystyle \ P_ {1} = x_ {1} P_ {1} ^ {*} f_ {1, M} \,}$

${\ displaystyle \ P_ {2} = x_ {2} P_ {2} ^ {*} f_ {2, M} \,}$

où la fonction Margules est

${\ displaystyle \ f_ {1, M} = {\ rm {exp}} (\ alpha x_ {2} ^ {2}) \,}$

${\ displaystyle \ f_ {2, M} = {\ rm {exp}} (\ alpha x_ {1} ^ {2}) \,}$

Notez que la fonction Margules de chaque composant contient la fraction molaire de l'autre composant. On peut également montrer en utilisant la relation de Gibbs-Duhem que si la première expression de Margules tient, alors l'autre doit avoir la même forme. L'énergie interne d'une solution régulière variera pendant le mélange ou pendant le processus.

La valeur de peut être interprétée comme W / RT, où W = 2U ₁₂ - U ₁₁ - U ₂₂ représente la différence d'énergie d'interaction entre des voisins similaires et différents. ${\ displaystyle \ alpha}$

Contrairement au cas des solutions idéales, les solutions régulières possèdent une enthalpie de mélange non nulle, due au terme W. Si les interactions différentes sont plus défavorables que les similaires, nous obtenons une concurrence entre une entropie du terme de mélange qui produit un minimum dans l'énergie libre de Gibbs à x ₁ = 0,5 et le terme d'enthalpie qui y a un maximum. À des températures élevées, l'entropie l'emporte et le système est entièrement miscible, mais à des températures plus basses, la courbe G aura deux minima et un maximum entre les deux. Il en résulte une séparation de phase. En général, il y aura une température à laquelle les trois extrêmes fusionnent et le système devient totalement miscible. Ce point est connu sous le nom de température critique supérieure de la solution ou de température de consolidation supérieure.

Contrairement aux solutions idéales, les volumes dans le cas des solutions régulières ne sont plus strictement additifs mais doivent être calculés à partir de volumes molaires partiels fonction de x ₁ .

Le terme a été introduit en 1927 par le chimiste physique américain Joel Henry Hildebrand .

Voir également

• Solution solide

Les références