Équation d'Antoine

En chimie physique, l'équation d'Antoine (Louis Charles Antoine, 1825-1898) donne la pression de vapeur saturante d'une substance à une température donnée. Les coefficients de l'équation ne sont valables que pour un intervalle de température.

Équation

Cette équation est obtenue en intégrant la formule de Clausius-Clapeyron en supposant que l'enthalpie de vaporisation est une constante. On obtient tout d'abord la formule de Rankine[1] :

Formule de Rankine : log 10 ( P sat P ∘ ) = A − B T {\displaystyle \log _{10}\!\left({\frac {P^{\text{sat}}}{P^{\circ }}}\right)=A-{\frac {B}{T}}}

La constante C {\displaystyle C} est introduite à postériori pour ajuster plus précisément la corrélation à des données expérimentales[2],[3]. On obtient l'équation d'Antoine :

Équation d'Antoine : log 10 ( P sat P ∘ ) = A − B T + C {\displaystyle \log _{10}\!\left({\frac {P^{\text{sat}}}{P^{\circ }}}\right)=A-{\frac {B}{T+C}}}

avec :

  • P sat {\displaystyle P^{\text{sat}}} la pression de vapeur saturante (Pa) ;
  • P ∘ {\displaystyle P^{\circ }} la pression standard (100 000 Pa) ;
  • A , B , C {\displaystyle A,B,C} les coefficients d'Antoine ;
  • T {\displaystyle T} la température absolue (K).

En isolant la température, on obtient

T sat = B A − log 10 ( P P ∘ ) − C {\displaystyle T^{\text{sat}}={\frac {B}{A-\log _{10}\!\left({\frac {P}{P^{\circ }}}\right)}}-C}

qui donne la température d'ébullition d'une substance à une certaine pression.

Exemples

Coefficients d'Antoine de six composés chimiques
Composé Coefficient A {\displaystyle A} Coefficient B {\displaystyle B} Coefficient C {\displaystyle C} Température (K) Référence
Benzène 4,72583 1 660,652 −1,461 333,4 - 373,4 [4]
0,14591 39,165 −261,236 297,9 - 318 [5]
Eau 3,55959 643,748 −198,043 379 - 573 [6]
5,40221 1 838,675 −31,737 273 - 303 [6]
5,20389 1 733,926 −39,485 304 - 333 [6]
5,07680 1 659,793 −45,854 334 - 363 [6]
5,08354 1 663,125 −45,662 344 - 373 [6]
6,20963 2 354,731 7,559 293 - 343 [6]
4,65430 1 435,264 −64,848 255,8 - 373 [6]
Éthanol 4,92531 1 432,526 −61,819 364,8 - 513,91 [7]
DMF 5,37646 1 049,26 −113,84 301 - 426 [8]
Méthanol 5,20409 1 581,341 −33,50 288,1 - 356,83 [8]
Propan-2-ol 4,8610 1 357,427 −75,814 329,92 -362,41 [8]

Notes et références

Notes

  1. ↑ Pascal Febvre, Richard Taillet et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Supérieur, , 899 p. (ISBN 978-2-8041-7554-2, lire en ligne), p. 575.
  2. ↑ Schwartzentruber.
  3. ↑ Jaubert et al..
  4. ↑ (en) C Eon, C. Pommier et G. Guichon, « Vapor Pressures and Second Virial Coefficients of Some Five-Membered Heterocyclic Derivatives », Journal of Chemical Engineering Data, vol. 16, no 4,‎ , p. 408-410.
  5. ↑ (en) D.D. Deshpande et M.V. Pandya, « Thermodynamics of Binary Solutions, Part 2, Vapour Pressures and Excess Free Energies of Aniline Solutions », Trans. Faraday Soc., vol. 63,‎ , p. 2149-2157.
  6. ↑ a b c d e f et g (en) « Water », sur NIST/WebBook (consulté le 21 juin 2010).
  7. ↑ (en) D. Ambrose, C.H.S. Sprake et R. Townsend, « Thermodynamic properties of organic oxygen compounds XXXVII. Vapour pressures of methanol, ethanol, pentan-1-ol, and octan-1-ol from the normal boiling temperature to the critical temperature », J. Chem. Thermodyn., vol. 7, no 2,‎ , p. 185-190 (DOI 10.1016/0021-9614(75)90267-0).
  8. ↑ a b et c (en) DP Biddiscoombe, « Thermodynamic Properties of Organic Oxygen Compounds, Parts 8. Purification and Vapor Pressures of the Propyl and Butyl Alcohols », Biddiscombe, Collerson et al., 1963, 2,‎ .

Liens externes

Bibliographie

  • (en) Jaime Wisniak, « Historical Development of the Vapor Pressure Equation from Dalton to Antoine », Journal of Phase Equilibria, vol. 22, no 6,‎ , p. 622-630 (DOI 10.1007/s11669-001-0026-x, lire en ligne, consulté le ).
  • Jean-Noël Jaubert et Louis Schuffenecker, Pressions de vapeur saturantes des composés organiques, vol. K 670, Techniques de l'ingénieur, (lire en ligne).

Articles connexes

  • icône décorative Portail de la chimie
  • icône décorative Portail de la physique