LES SYSTÈMES BIVARIANTS. — LE POINT INDIFFÉRENT

1 8S. Divers types de systèmes bivarlants : Dissolutions et mélanges doubles. — Ub système bivariant est un système partagé en un nombre de phases égal au nombre des composants indépendants qui le forment ; un système formé de deux composants indépendants et partagé en defix phases en est le type le le plus généralement étudié.

Ce type lui-même peut se scinder en deux classes.

11 peut arriver que Tune des deux phases en lesquelles le système est partagé soit formé par un composé défini, contenant un seul des deux composants indépendants ou ces deux composants, tandis que Tautre phase est un mélange en proportion variable des deux composants ; un système qui renferme des cristaux de chlorure de sodium en présence d'une solution aqueuse de chlorure de sodium, un système qui renferme de la glace en présence d'une solution aqueuse de nitrate de potassium» un système qui renferme des cristaux de sulfate de sodium hydraté (Na*SO*, 10 H'O) en présence d'une solution aqueuse de nitrate de sodium, donnent trois exemples caractéristiques appartenant à cette classe que nous nommerons la classe des dissolu^ lions.

n peut arriver, au contraire, que chacune des deux phases en lesquelles le système est partagé soit un mélange en proportion variable

LOI 0*ÉQU1L1BIIB DBS SYSTÀMBS BIVARIANTS 239

des deux composants indépendants ; cela a lieu lorsqu'un mélange liquide d'eau et d'alcool est surmonté d'une vapeur mixte qui renferme à la lois, ces deux substances ; cela a encore lieu lorsqu'un mé- Icmge liquide d'éther et d'eau se partage en deux couches qui ont des compositions différentes ; de tels systèmes forment la catégorie des mélanges doubles.

183. Loi d'équilibre des systèmes blvarfanls. Cel équilibre est stable en général. — Ces deux catégories de systèmes bivariants obéissent d'ailleurs à une même loi que nous avons formulée en étudiant la règle des phases (n*' 06). Si Ton se donne arbitrairement une température et une pression, on pourra, en général, observer le système en équilibre à cette température et sous cette pression ; la composition de chacune des deux phases en lesquelles est partagé le système en équilibre est déterminée par la connaissance de cette température et de cette pression.

Toutefois, par ces mots : est déie^^minée, il ne faut point entendre une détermination qui exclut toute ambiguïté ; il peut arriver, et il arrive dans certains cas que nous rencontrerons au cours de cette leçon, qu'à une température donnée et sous une pression donnée, un système bivariant formé des mêmes composants indépendants présente deux états d'équilibre distincts, correspondant à des compositions différentes des diverses phases.

Cette ambiguïté disparaît lorsqu'on se donne non seulement la nature des deux composants indépendants, la température et la pression, mais encore la masse de chacun des composants indépendants ; dans ce cas, non seulement on connaît sans ambiguïté la composition de chacune des phases dont se compose le système en équilibre, mais encore, sauf dans un cas exceptionnel qui nous occupera longuement en cette leçon, la masse de chacune des phases est déterminée.

Lors donc qu'un système bivariant est ainsi donné, il est impossible, sauf dans le cas exceptionnel dont nous venons de faire mention, de faire varier les masses des diverses phases qui se tiennent en équilibre sans faire varier leur composition, en sorte qu'à une température invariable et sous une pression invariable, le système en équi-

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libre ne saurait éprouver aucune modification que Téquilibre ne soit aussitôt rompu ; hors le cas exceptionnel que nous avons réservé, réquilibre d'un système bivariant n*est point un équilibre indifférent ; par là, les systèmes bivariants se séparent nettement des systèmes univariants.

On démontre que l'état d'équilibre d'un système bivariant est stable, hors le cas réservé où il se trouve être indifférent ; cette proposition a une importance considérable, car elle montre que l'on peut, en général, appliquer aux systèmes bivariants les deux lois du déplacement de l'équilibre par variation de la pression et du déplacement de l'équilibre par variation de la température ; en fait, au cours de la précédente leçon, nous avons emprunté à l'étude des systèmes bivariants plusieurs exemples de ces lois.

184. Dltssolutions. Saturalion. Courbe de solubilité. — Occupons-nous d'abord des dissolutions.

Deux composants indépendants, l'eau que nous désignerons par l'indice 0, et un sel anhydre que nous désignerons par l'indice 1, forment le système ; il est partagé en deux phases ; l'une est un sel solide, anhydre ou hydraté, de composition déterminée ; l'autre est un mélange de composition variable; ce mélange renferme une nciasse d'eau Mo et une masse de sél anhydre M, ; le rapport ^ = « est la concentration de la dissolution.

Prenons une pression îi, que nous supposerons toujours la même ;

ce pourra être, par exemple, la pres- . / sion atmosphérique ; prenons en C / outre une température T ; supposons

/ f(ue sous cette pression n, à cette

température T, la dissolution soit en équiUbre avec un excès de sel solide, cas auquel elle est dite saturée de ce sel ; la concentration de cette

' " ' ^' ^ dissolution saturée aura une valeur u , . i . T

S bien déterminée. Prenons deux

Fig. 54

axes de coordonnées rectangulaires {fig, 54); sur l'axe OT des abscisses portons les valeurs de la tem-