Ellingham: Thermochemistry

Ellingham reproduit le diagramme que vous connaissez de vos cours de thermodynamique, à ceci près que chaque courbe est calculée sur votre appareil à partir des coefficients Shomate NIST-JANAF, et non reproduite d'un manuel. Touchez une courbe pour lire son énergie libre standard de formation à n'importe quelle température, ainsi que l'équation qui l'a produite et sa source. Touchez une deuxième courbe et l'application trouve leur point d'intersection, puis indique quel élément réduit l'oxyde de l'autre au-dessus de ce point.

Conçue pour les étudiants en métallurgie, les métallurgistes de procédés et tous ceux qui ont déjà dû justifier un chiffre.

Chaque chiffre est accompagné de son calcul :

L'équation, correctement formatée ;

La référence complète, jusqu'à l'identifiant NIST WebBook pour chaque espèce ;

La plage de températures couverte par les données sous-jacentes ;

Un refus s'affiche si vous demandez une température hors de cette plage.

C'est là le point essentiel : si vous demandez l'oxydation du magnésium à 1 200 °C, l'application ne répond pas. Les données tabulées du NIST pour le magnésium s'arrêtent à 1093 °C ; la réaction est donc omise, le magnésium étant désigné comme espèce limitante. Sur le diagramme, la même règle est visible : une courbe s'arrête là où les données s'arrêtent, au lieu d'être prolongée dans une zone non mesurée. Une valeur omise est honnête. Une valeur extrapolée sans explication ne l'est pas.

Le diagramme interactif présente douze réactions impliquant vingt et une espèces, toutes normalisées à une mole de O₂ afin que les courbes soient directement comparables. Les coefficients par segment du NIST étant fournis tels que publiés, les variations de pente importantes apparaissent naturellement dans les données : le point d'inflexion au point de Curie du fer, les ruptures aux points de fusion et d'ébullition. Aucune correction n'est appliquée, aucune donnée n'est tracée manuellement.

Quatre grandeurs, à toute température :

ΔH, enthalpie standard de réaction

ΔS, entropie standard de réaction

ΔG, énergie libre de Gibbs standard, calculée comme ΔH - ΔS

K, constante d'équilibre, à partir de ΔG et de la relation de van't Hoff

Qui réduit qui ? Choisissez deux réactions et l'application détermine la température de croisement par dichotomie sur l'intervalle commun aux deux réactions, puis énonce le résultat comme vous le feriez à voix haute. Le carbone réduit FeO au-dessus de 771 °C. En dessous, la réduction n'a pas lieu. Les deux courbes classiques du carbone sont présentes : la courbe ascendante de C vers CO₂ et la courbe descendante de C vers CO, qui rend possible la réduction carbothermique.

Si vous n'êtes pas familier avec ce diagramme, découvrez une introduction en sept sections : définition d'un diagramme d'Ellingham, explication des variations des courbes (montante et descendante), les quatre grandeurs calculées par l'application, comment interpréter les réactions de croisement, origine des valeurs numériques, glossaire et suggestions de lectures complémentaires. Une seule lecture suffit pour que le diagramme devienne un véritable labyrinthe.

Référence toujours à portée de main

Chaque équation calculée par l'application est affichée avec sa citation.

Les vingt et une espèces, avec leurs plages de température et leurs identifiants WebBook.

Échelle Kelvin ou Celsius, sans fausse précision.

Conception respectueuse de la vie privée.

Aucun compte, aucune inscription.

Aucune publicité, aucun suivi, aucune analyse, aucune collecte de données.

Aucune autorisation d'accès à Internet. L'application ne peut effectuer d'appel réseau, même accidentellement.

Utilisable en laboratoire, en amphithéâtre ou en avion.

À propos des données : les valeurs thermochimiques proviennent des tables thermochimiques NIST-JANAF (Chase 1998) via le NIST Chemistry WebBook, une œuvre du gouvernement américain et donc du domaine public. Le graphite fait exception : sa valeur a été ajustée aux capacités thermiques tabulées du NIST, car le WebBook le répertorie comme une table Cp plutôt que comme des coefficients Shomate. L'application le précise et l'ajustement est vérifié par rapport aux courbes classiques du carbone. Le NIST n'est pas affilié à cette application et ne la cautionne pas.

Remarque : Ellingham fournit des estimations de criblage à l’état standard pour l’éducation et l’orientation. Ces estimations supposent des phases condensées pures à activité unitaire et à 1 bar, et ne tiennent pas compte du comportement de la solution. Par conséquent, il ne s’agit pas de résultats corrigés en fonction de l’activité ni d’une spécification. Veuillez les vérifier à l’aide des données applicables avant de vous fier à une valeur numérique.