QCM : Métastabilité et diagrammes de phases (11 questions)

Explication

Un diagramme de changements d’état représente les domaines d’état physique à l’équilibre selon la température, la pression et la composition. La cinétique concerne les vitesses, le rendement les quantités obtenues et le traitement thermique décrit une procédure expérimentale.

Explication

Les diagrammes d’état aident à choisir les paramètres expérimentaux de synthèse ou de purification et à anticiper la stabilité ou la dégradation thermique. Déterminer une formule, mesurer un rendement ou séparer matériellement des impuretés relève d’autres opérations.

Explication

Un corps pur simple est constitué d’un seul type d’élément chimique, comme le fer. Un composé pur associe des éléments dans une espèce chimique, un mélange comporte plusieurs constituants, et le fer n’est pas une molécule diatomique.

Explication

Un mélange est constitué d’au moins deux constituants, qui peuvent être des corps simples ou des composés chimiques; le cuivre et le fer peuvent donc former un mélange. Un corps pur simple contient un seul type d’élément, un composé pur une espèce chimique unique, et un mélange peut associer des corps simples.

Explication

Un système hétérogène comporte plusieurs phases, tandis qu’un système homogène n’en comporte qu’une. La présence d’une seule phase caractérise donc l’homogénéité, et non l’hétérogénéité.

Explication

À température et pression constantes, l’enthalpie libre est la fonction pertinente pour étudier l’évolution spontanée. L’énergie interne s’applique plutôt à l’étude à volume et entropie constants.

Explication

La variance indique combien de variables intensives indépendantes doivent être fixées pour définir un état d’équilibre, et la règle de Gibbs permet de la calculer. La relation entre pression et température sur une courbe d’équilibre relève plutôt de la relation de Clapeyron.

Explication

La température est portée en abscisse, tandis que la pression est portée en ordonnée. La pression est donc une réponse plausible, mais elle correspond à l’axe vertical.

Explication

Dans un système unaire, le domaine monophasé a une variance de 2, tandis que le domaine biphasé a une variance de 1 : une variation de température exige alors une variation correspondante de pression pour préserver l’équilibre. La variance ne devient pas nulle dès qu’il y a deux phases ; cela concerne notamment un équilibre unaire à trois phases.

Explication

La pente est proportionnelle à l’enthalpie de changement d’état et inversement proportionnelle au produit de la température par la variation de volume molaire : une faible variation de volume l’accroît. Une faible enthalpie, au contraire, tend à réduire la pente lorsque les autres grandeurs restent constantes.

Explication

Au point critique, le liquide et le gaz ont les mêmes propriétés, ce qui marque la limite de la courbe de vaporisation et les rend indiscernables au-delà. La coexistence des deux phases caractérise plutôt la courbe de vaporisation avant son extrémité critique.