Quantité molaire apparente

Une quantité molaire apparente d'un composant dans un mélange ou une solution est une quantité définie dans le but d'isoler la contribution de chaque composant à la non-idéalité du mélange. Il met en évidence l'évolution d'une propriété d'une solution composée de n composants lorsque l'on fait varier le nombre de moles du i-ième composant sélectionné (i varie entre 1 et n), en gardant le nombre de moles de les autres composants inchangés (n-1) présents. On l'appelle apparent car il représente la propriété molaire du compost sélectionné en solution, en supposant que les propriétés des autres composants restent constantes. Cependant, cette hypothèse n'est souvent pas justifiée, puisque les valeurs des propriétés molaires apparentes d'un composant peuvent être très différentes de ses propriétés molaires à l'état pur.

Par exemple, le volume d'une solution contenant deux composants (n = 2) identifiés^[a] comme solvant et soluté a la relation :

${\displaystyle V=V_{0}+{}^{\phi }{V}_{1}\ ={\tilde {V}}_{0}n_{0}+{}^{\phi }{\tilde {V}}_{1}n_{1}\,}$

où V ₀ est le volume de solvant pur avant d'ajouter le soluté e ${\displaystyle {\tilde {V}}_{0}}$ son volume molaire (aux températures et pression de la solution), n₀ est le nombre de moles du solvant, ${\displaystyle {}^{\phi }{\tilde {V}}_{1}\,}$ est le volume molaire apparent du soluté, et enfin n₁ est le nombre de moles du soluté dans la solution. La division de cette relation par la quantité molaire d'un composant donne une relation entre la propriété molaire apparente d'un composant et le rapport de mélange des composants.

Cette équation définit ${\displaystyle {}^{\phi }{\tilde {V}}_{1}\,}$. Le premier terme indique le volume de la quantité de solvant sans soluté, et le deuxième terme est le changement de volume dû à l'ajout du soluté. Donc ${\displaystyle {}^{\phi }{\tilde {V}}_{1}\,}$ indique le volume molaire du soluté en supposant que le volume molaire du solvant reste constant lorsque le soluté est ajouté. Cependant, cette hypothèse est souvent irréaliste, comme le montrent les exemples ci-dessous. ${\displaystyle {}^{\phi }{\tilde {V}}_{1}\,}$ indique seulement une valeur apparente.

Une quantité molaire apparente est définie de la même manière pour le composant solvant ${\displaystyle {}^{\phi }{\tilde {V}}_{0}\,}$. Certains auteurs ont rapporté les volumes molaires apparents des deux composants (liquides) de la même solution^[1],[2]. Cette définition peut être étendue aux mélanges de composants ternaires ou multicomposants.

Les quantités apparentes peuvent être exprimées en masse au lieu du nombre de taupes. Cette expression produit des quantités apparentes spécifiques, telles que le volume spécifique apparent.

${\displaystyle V=V_{0}+{}^{\phi }{V}_{1}\ =v_{0}m_{0}+{}^{\phi }{v}_{1}m_{1}\,}$

Notes et références

Notes

1. Cette nomenclature est arbitraire. Pour les mélanges de deux liquides, les deux sont décrits comme un solvant. Pour les mélanges d'un liquide et d'un solide, le liquide est généralement identifié comme le solvant et le solide comme le soluté, mais la théorie est toujours valable si les noms sont inversés.

Références

1. (en) Rock, Peter A., Chemical Thermodynamics, 1, 1969, 227-230 p. (ISBN 9780024025104, lire en ligne), per miscugli acqua-etanolo.
2. (en) H. H. Ghazoyan, Sh. A. Markarian (2014) « Densities, excess molar and partial molar volumes for diethylsulfoxide wiyh metanol o ethanol binary systems at temperature range 298.15 – 323.15 K », Proceedings of the Yerevan state university, no.2, p.17-25. Vedi tab 4.

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