Masse spécifique et tension de vapeur de systèmes constitues d’électrolyte et d’eau à toutes compositions

Université Catholique de Louvain, Laboratoire de Chimie Inorganique et Analytique, Bâtiment Lavoisier, Place Louis Pasteur, 1, B1348 Louvain-la-Neuve, Belgique.

Résumé

Les masses spécifiques de divers systèmes constitués d’électrolyte et d’eau ont été mesurées dans tout le domaine de concentration allant de l’électrolyte pur à l’eau pure. Les électrolytes étudiés sont l’eutectique ternaire LiNO₃-NH₄CI-NH₄NO₃ à 93°C, l’eutectique binaire LiNO₃-KNO₃ entre 125 °C et 200 °C et le nitrate de calcium tétrahydraté à 50 °C. Pour des compositions comprises entre le sel pur et des fractions molaires en eau allant de 0,5 à 0,8 suivant la nature de l’électrolyte, l’évolution du volume molaire en fonction de la composition est linéaire.

La tension de vapeur du système constitué de l’eutectique ternaire et d’eau a également été déterminée à 93 °C et à toutes compositions. Les valeurs expérimentales présentent des écarts négatifs par rapport à l’idéalité. Le coefficient d’activité de l’eau a été calculé : il est constant du sel pur à une fraction molaire en eau de 0,2 environ, il croît ensuite de manière linéaire jusqu’à l’eau pure.

Abstract

The specific mass of various mixtures of a given electrolyte and water were measured at concentrations ranging from the pure ionic liquid to pure water. The investigated electrolytes are the ternary eutectic mixture LiNO₃-NH₄CI-NH₄NO₃ at 93 °C, the binary eutectic mixture LiNO₃-KNO₃ between 125 °C and 200 °C and the calcium nitrate tetrahydrate at 50 °C. A linear concentration dependence of the molar volumes was recorded at water mole fractions ranging from zero to a value comprised between 0.5 and 0.8 depending on the nature of the electrolyte.

The vapour pressure of mixtures of the ternary eutectic and water was also measured at 93 °C at all concentrations. The experimental values show negative departures from an ideal behavior. The activity coefficient of water was calculated : a constant value is recorded in a range extending from the pure molten electrolyte to a mole fraction of water of 0.2. At higher water contents, the activity coefficient of water linearly increases.