QUATRE. 8BLS DISSOUS DANS L*BAU
1 16. Quatre sels dissous dans Teau, dont un à saturation. Système: Eau, chlorure de sodiuni, chlorure de potassium, sulfate de sodium, clilorure de magnésium. — Supposons que, dans le système eau, chlorure de potassium, sulfate de sodium, chlorure de magnésium, on introduise un nouveau composant indépendant, que nous désignerons par rindice 4, par exemple le chlorure de sodium NaCl. Nous réservons rindice 1 au chlorure de potassium, l'indice 2 au sulfate de sodium, rindice 3 au chlorure de magnésium. Le système est alors formé de cinq composants ^indépendants, c = 5 ; s'il était partagé seulement en deux phases, o = 2, la variance V = c -h 2 — <p serait égale à 5 ; ce système qùintivariant serait d'une étude plus compliquée que les systèmes dont nous venons de nous occuper. Mais M. J. H. Van't Hoff et ses élèves ('). non contenta de fixer la pression (1 atmosphère) et la température (SS"*), imposent à la dissolution la condition d'être constamment saturée de chlorure de sodium ; cette condition était assurément remplie dans les circonstances où se sont formés des dépôts marins conmie les dépôts de Stassfurt. Ds cherchent alors dans quelles conditions cette dissolution peut être en équilibre avec un autre sel solide.
En d'autres termes, ils étudient cette dissolution, formée de cinq composants indépendants^ en présence de detix phases solides dont Tune est toujours le chlorure de sodium.
Soit G la seconde phase solide.
Soit «4 le rapport de la masse M4 de chlorure de sodium que renferme la dissolution à la masse M^- d'eau qu'elle contient.
La pression n et la température T ayant des valeurs invariables, toutes les fois que l'on se donnera, arbitrairement d'ailleurs, les deux concentrations Sj, s,, du chlorure de potassium et du chlorure dema< gnesiumdans la dissolution,onconnaîtra la concentration «, du sulfate
(i) J. H. VAif'iHoFFetA.P. ^KXiKùws^ SiUungsberickte der Berliner Ahademiet 1898, p. 387 ; J. H. Var't ^off et T. Estreichir-Rozbibrski, ihid., 1898, p 487 ; J. H, Yaji*t Hoff et W. Metirboffeb, ibid.^ 1898, p. 590; Vaii*t Hoff* Rapports présentés au Congrès international de Physique^ t I. p. 464 (Paris, 1900) ; J. H. Vah't Hoff et HvoivEnLBBGBELPiif) Sitsungsberichte der Derliner Akade^ mie, 1900, p. 1018 ; J. H. Vaa*t Hoff et W. MBrpiHOFFBa, ilnd, 1901.
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de sodium et la concentration s^ du chlorure de sodium au sein d'une dissolution capable de demeurer en équilibre au contact d'un excès de chlorure de sodium et d'un dépôt solide du sel G. Pour représenter complètement Tétat d'une semblabledissolution,onpourraitfaire usage 'simultanément de deux points figuratifs : l'un, M, aurait pour coordonnées les trois concentrations Su s^, s^ ; Tautre, ja, aurait pour coordonnées les trois concentrations s^, Sg, s^. Lorsqu'on ferait varier les deux concentrations «^ s^, le premier décrirait une surface bien déterminée S, le second, une surface également bien déterminée s. La connaissance simultanée de ces deux surfaces donnerait des renseignements complets au sujet des dissolutions qui peuvent demeurer en équilibre, sous la pression atmosphérique et à la température de 25», au contact d'un excès de sel marin et de cristaux du sel G.
Ghacune de ces surfaces posséderait des propriétés semblables à celles que x)ossédait l'unique surface S, dans le cas où une dissolution formée de quatre composants indépendïmts était en équilibre avec un seul dépôt solide.
Supposons qu'outre le chlorure de sodium, la dissolution puisse laisser déposer divers sels solides G, G', G^..,.. ; à chacun de ces
sels correspondrait un des domaines S, S'y S\ dans le système de
coordonnées s^, s^, s^ et aussi un des domaines £, £' z\ dans le
système de coordonnées Si, s^j s^.
Dans les recherches de Van't Hoff, on ne se proposait pas de connaître la concentration s^ en chlorure de sodium de la dissolution ; on se contentait de fixer la composition de la dissolution qui resterait si l'on précipitait le chlorure de sodium.
Pour fixer cette composition, il suffit de connaître lesconcentraiions respectives s^, s^, s^ du chlorure de potassium, du sulfate de sodium et du chlorure de magnésium ; mais à ces trois quantités, on en peut substituer trois autres qui feraient également connaître la C/ompositiôn dQ la dissolution après que l'on en aurait précipité tout le chlorure de sodium.
Soient m^, m,, m^, les poids moléculaires du chlorure de potassium, du sulfate de sodium et du chlorure de magnésium, c'est-
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à-dire les nombres de grammes que représentent les formules KQ, Na'SOS MgQ».
Pour une molécule ou 18 grammes d'eau, la dissolution à analyser renferme n^m^ grammes de chlorure de potassium, n^m^ grammes de sulfate de sodium et n^m^ grammes de chlorure de magnésium. L'analyse fait connaître les nombres n,, n,, n^, et comme on a visiblement
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on voit que la connaissance des nombres w,, Wj, n^ équivaut à la connaissance des trois concentrations «,, s^y s^.
Au lieu de se donner les nombres n,, n„ rig, on peut, si l'on préfère, déterminer la composition de la dissolution en se donnant les
nombres
y = Wj -h nj -+- Wg,
Ce sont ces trois quantités x,y et z que M. J. H. Van't Hoff porte sur trois axes de coordonnées rectangulaires (fig, 34). Chaque point représente alors une dissolution qui aurait une composition bien déterminée après que l'on aurait précipité le chlorure de sodium qui la sature.
A une température donnée et sous une pression donnée, chacun des précipités, autres que le chlorure de sodium, qui peut prendre naissance dans le système correspond à un domaine.
Sous la pression atmosphérique, à la température de 25% le nombre des corps qui peuvent se précipiter^ en môme temps que le chlorure de sodium, toujours présent en excès, est de 14, savoir :
Deux sels anhydres : (1) KCl.
(2) Na2S0^;
Six sels hydratés : (3) MgC12, ÔH^O,
(4)4MgS0*. 5H20,
(5) MgSO*, 4H20.
(6) MgSOS 5H20,
(7) MgSOS 6H20,
(8) MgSOS ÎH20;
LIS SYStAmBS PLUMIYAMAIirS
Et 8ÎX sels doubles
MgKCl«, 6H*0 {Carnallite),
MgK«(So*)«. 4HÎ0 (Leonit:).
(li)
MgK«(SO*)^ 6H*0 {Schœnité),
MgNa2(SO*)2.4 H20 {Astrahanite),
KSNaS0*)2, iGlaaerite),
MgSO^KQ, 3H«0 {Kainité).
La fig. 34 représente le polyèdre à 13 faces courbes que forment les domaines de ces sels. En face de chaque sel. un chiffre a été inscrit entre parenthèses ; ce chiffre
• ^ ' est reporté, en la fig. 34, sur le
domaine de ce sel.
117. Cinq sels dissous dans Teau» dont deux à saturation; un sel ealcique ajouté au système précédent. — Un sixième composant peut être adjoint à la dissolution précédente ; pourvu que le nombre des précipités au contact desquels cette dissolution demeure en équilibre soit, lui aussi, augmenté d'une unité, la variance plar(JiCl) du système gardera la même valeur.
Supposons qu'au chlorure de sodium, au chlorure de potassium, au sulfate de sodium, au chlorure de magnésium, on adjoi- ^e du sulfate de calcium, auquel nous réserverons Findice 5. Cinq concentrations s,, Sj, Sj, s^, s^ détermineront la composition de la dissolution.
Les sels calciques étant très peu solubles, un d'entre eux se précipitera ; mais, selon les conditions de composition de la dissolution, de température, de pression, le sel calcique précipité sera différent.
D s'agira donc d'étudier les dissolutions qui peuvent demeurer en
y(Na-S()*+Mc)fF+.KCi
' Fig. 34
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