On considère le diagramme binaire du système Al - Ca, représenté sur la figure ci-dessous.

1) Donner les formules des  composés définis C1 et C2 en précisant leur nature.

2) Préciser les phases dans les domaines I, II, III, IV et V.

3) Tracer et commenter la courbe d'analyse thermique de deux mélanges liquides de composition C1 et C2, refroidis de 1100°C jusqu’à la température ambiante.

4) Quelles sont la composition et la température de fusion des mélanges eutectiques ?

5) Un mélange liquide constitué de 0,15 mole de calcium et de 0,148 mole d’aluminium, est refroidi jusqu’à la température de 800°C.

    a) Donner la nature, la composition et les quantités (en grammes) des phases présentes à cette température.

    b) A quelle température faut-il arrêter le refroidissement pour obtenir une masse du solide égale à 2,0825 g ? Justifier.

Données:  M(Al)  = 27 ; M(Ca)  = 40 

Extrait  :  contrôle rattrapage Février 2005

Filière SMC - Module de Chimie Minérale S3 

UNIVERSITE CADI AYYAD Faculté des Sciences  Semlalia Marrakech

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Le diagramme binaire solide – liquide du système HNO₃-H₂O est donné sur la figure 3.

  1)  Donner la formule chimique (que l’on écrira sous la forme HNO₃.xH₂O) et la nature des  composés définis C1 et C2.

  2)  a) Préciser  la nature  des phases  en présence  dans  les domaines  1, 2, 3, 4, 5 et 6.

       b) Donner la signification des points A, B, C, D, E, F et G.

       c) Donner les équilibres aux points A, C et F.

  3) On prépare à 20°C, un mélange contenant 0,08mole d’acide nitrique pur et 0,28mole d’eau.

       a) Déterminer  la  composition   de  ce  mélange. Tracer  et   commenter  sa  courbe   de  refroidissement.

       b) Ce   mélange  est  refroidi  lentement  jusqu’à  la température   T₀  (indiquée  sur

        la figure3).  Donner   la  nature,   la  composition   et  la  quantité  (en grammes)

           de chacune des phases en présence.

 Masses atomiques    H : 1   ;   N : 14   ;  O : 16

Extrait  :  2ème contrôle – Janvier 2005

Filière SMC - Module de Chimie Minérale S3 

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Pour construire le diagramme de phase solide - liquide T = f(x) du système A-B, on dispose des données expérimentales suivantes (x est le pourcentage molaire de B) :

-         les températures de fusion de A et de B sont respectivement de 627 et 850°C.

-         il existe deux composés définis C et D correspondant aux pourcentages molaires respectifs de 20 et 50% en B.

-         le composé défini C fond à 666°C et forme avec A un eutectique à 560°C et 5% de B.

-         D se décompose à 683°C en B et en une phase liquide contenant 40% de B.

-         C et D forment un eutectique à 600°C et 30% de B.

-         B présente une transformation allotropique à 800°C.

     1)      Tracer le diagramme de phase de ce système.

     2)    Déterminer les formules des composés définis et préciser sur le diagramme les phases dans chaque domaine.

     3)    On refroidit lentement deux mélanges liquides de compositions 40 et 95% en moles de

          a)     Tracer et commenter les courbes d’analyse thermique correspondantes.

          b)    Quelles sont les phases en présence à 500°C dans le cas du deuxième mélange ? Déterminer leurs quantités en moles sachant que le mélange initial contient 10 moles.                                                     

 Extrait  : Epreuve  de Chimie Minérale PC2 -  Mai 98

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On considère le diagramme solide – liquide du système Fe – Nd représenté ci-dessous.

1 – Donner les formules des composés définis et préciser leur nature. (Il est conseillé de calculer le rapport Fer/Néodyme).

2 – Quels sont les constituants qui présentent des variétés allotropiques ? On les désignera par 1, 2, 3, 4 etc…et on précisera leurs domaines de stabilité thermique.

3 – Donner les allures des courbes d’analyse thermique typiques que l’on pourra obtenir si des mélanges dans le domaine 60 – 100% en Nd sont refroidis (l’interprétation n’est pas demandée).

4 – Donner la nature des phases obtenues dans les domaines I, II, III et IV.

5 – Un mélange constitué de 3 moles de Nd et 10 moles de Fe est porté à la fusion, puis refroidi jusqu’à 1200 K.

   a – Préciser la nature des phases en présence et déterminer le nombre de moles de Fe contenues dans chacune d’elles.

   b – En maintenant la température fixe à 1200 K, on ajoute au mélange précédent 15,5 moles de Fe. Quelles sont la nature et la quantité des phases obtenues à l’équilibre ?

Extrait  : Epreuve  de Chimie Minérale PC2 -  Juin 2002

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On considère le diagramme de phase du système Nb₂O₅ – TiO₂ reproduit sur la figure 1.

1 – Déterminer les formules des composés définis et préciser leur nature.

2 – Donner les phases présentes dans les domaines numérotés 1 à 5 en précisant si les règles de l’horizontale et des moments sont applicables.

3 – Représenter et interpréter la courbe d’analyse thermique du mélange qui présente la température de fusion la plus basse.

4 – Quelles sont les solubilités maximales réciproques entre Nb₂O₅  et TiO₂ ?

5 – Un mélange constitué de 7 moles de Nb₂O₅ et de 3 moles de TiO₂ est chauffé jusqu’ à fusion complète, puis refroidi lentement.

    a – Donner les températures d’apparition du premier cristal et de disparition de la dernière goutte. Préciser les compositions de ces phases.

    b – Quelles sont les phases obtenues à 1460 °C ? Donner leurs compositions et leurs quantités.

6 – Montrer que ce diagramme peut être décomposé en diagrammes simples dont on précisera les types. Déterminer graphiquement la nouvelle composition de l’eutectique E₂.

Extrait  : Epreuve  de Chimie Minérale PC2 -  Mai 2004

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