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Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la dis

Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 1 Exercices de la partie C La distillation EXERCICE 1 : Utilisation des fractions massiques et molaires On considère des mélanges éthanol – benzène. Données : Méthanol = 46 g.mol-1 Mbenzène = 78 g.mol-1 Compléter le tableau suivant : EXERCICE 2 : Construction du diagramme binaire eau – méthanol Les courbes d'analyse thermique suivantes ont été tracées pour différentes compositions de mélange eau-méthanol à la pression atmosphérique. Sur les graphiques la composition indiquée est la composition molaire en méthanol. A partir de ces courbes, tracer le diagramme binaire isobare sur le DOCUMENT 2. DOCUMENT 1 : courbes d'analyse thermique eau - méthanol (pression atmosphérique) Composition indiquée : composition molaire en méthanol Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 2 Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 3 DOCUMENT 2 : diagramme isobare (pression atmosphérique) eau – méthanol à compléter Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 4 EXERCICE 3 : Lecture du diagramme binaire benzène – toluène 1. Indiquer les noms des deux courbes tracées. 2. Déterminer les températures d'ébullition du benzène et du toluène et préciser lequel de ces deux composés est le plus volatil. 3. Déterminer la température d'ébullition d'un mélange dont la fraction molaire en benzène est de 0,35. En déduire la composition des premières vapeurs obtenues. 4. La température d'ébullition d'un mélange benzène – toluène est de 85 °C. Quelle est la composition molaire en toluène de ce mélange ? 5. Quelle est la température d'ébullition d'un mélange benzène – toluène dont la composition massique en toluène est de 70 % ? Données : Mtoluène = 92 g.mol-1 Mbenzène = 78 g.mol-1 DOCUMENT : diagramme binaire isobare benzène – toluène établi à la pression atmosphérique Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 5 EXERCICE 4 : Lecture du diagramme binaire benzène - éthanol 1. Indiquer les noms des portions de courbes tracées. 2. Déterminer les températures d'ébullition du benzène et de l'éthanol. 3. Indiquer le nom du mélange binaire correspondant à une composition molaire d'environ 68 % en benzène. 4. Déterminer la température d'ébullition d'un mélange dont la fraction molaire en éthanol est de 0,05. En déduire la composition des premières vapeurs obtenues. 5. Déterminer la température d'ébullition d'un mélange dont la fraction molaire en benzène est de 0,10. En déduire la composition des premières vapeurs obtenues. DOCUMENT : diagramme binaire isobare benzène – éthanol établi à la pression atmosphérique Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 6 EXERCICE 5 : Prévision des distillations Les distillations de plusieurs mélanges binaires sont envisagées dans des installations avec des colonnes à garnissage industrielles comportant un nombre d'étages supposé infini. Pour chacune d'entre elles vous disposez du diagramme binaire isobare à la pression atmosphérique. Il est demandé dans chaque cas : 1. la composition du distillat obtenu au début de la distillation 2. le sens d'évolution de la composition du bouilleur et du distillat au cours du temps. 3. la composition du bouilleur en fin de distillation. DOCUMENT 1 : mélange binaire eau – méthanol composition molaire initiale du bouilleur : xméthanol = 0,20 Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 7 DOCUMENT 2 : mélange binaire heptane – éthylbenzène composition massique initiale du bouilleur : wéthylbenzène = 0,85 Méthylbenzène = 106,2 g.mol-1 Mheptane = 100,2 g.mol-1 Terminale STL – SPCL Systèmes et Procédés Fiche d’exercices - Partie C : la distillation page 8 DOCUMENT 3 : mélange binaire éthanol - hexane premier cas composition molaire initiale du bouilleur : xhexane = 0,05 second cas composition molaire initiale du bouilleur : xhexane = 0,96 DOCUMENT 4 : mélange binaire chloroforme - acétone premier cas composition molaire initiale du bouilleur : xacétone = 0,24 second cas composition molaire initiale du bouilleur : xacétone = 0,56 uploads/s3/ partie-c-exercices.pdf