Les Fondamentaux de la Cristallisation et de la Précipitation
Espitalier Fabienne
La cristallisation conduit à de la matière cristallisée, sur des domaines d'étendue très variable, de quelques nanomètres à plusieurs centimètres. Elle est provoquée par la sursaturation, générée physiquement (évaporation du solvant, modification de la température, addition d'un non-solvant), ou par réactions chimiques (déplacements d'équilibres ou activation de cinétiques). Ses processus principaux sont la nucléation, et la croissance. L'agglomération intervient, éventuellement, entre cristaux déjà développés. Au sens de la thermodynamique, on pourrait dire que la cristallisation de la matière est une transformation liquide-solide : elle correspond à une augmentation d'entropie et conduit ainsi à un milieu plus ordonné dans le cas de solide cristallin. Pour faciliter la compréhension et l'appréhension par les élèves de concepts qui peuvent de prime abord sembler abstraits et ardus, et éviter les fausses compréhensions, il est indispensable d'illustrer autant que possible le cours par des animations et des exercices simples. Structure du cours : 1. Introduction 2. Équilibre Liquide-Solide 3. Nucléation 4. Croissance Cristalline 5. Bilan de population 6. Hydrodynamique des suspensions 7. AgglomérationDescription
Université productrice
Institut Mines-Télécom
Discipline
Génie des procédés - Procédés de séparation physique
Mots clés
thermodynamique, bilan de matière, cristal, sursaturation, nucléation, croissance cristalline, agglomération, bilan de population, équilibre entre phase liquide-solide, bilan d'énergie, cristallisation, précipitation
Langues
Français
Droits attachés à la ressource
Licence Creative Commons CC BY-NC-SA (Attribution – Pas d’utilisation commerciale – Partage dans les mêmes conditions.
Indication pédagogique
Niveaux
Master
Proposition d'utilisation
Objectifs pédagogiques Faire assimiler les concepts de la cristallisation en solution (sans réaction chimique), en alternant théorie et applications. Les objectifs sont : Comprendre les phénomènes mis en jeu lors d'une opération de cristallisation en solution - Savoir quantifier un écart à l'équilibre (sursaturation) - Savoir écrire les bilans de matière et d'énergie dans le cas d'une opération faisant intervenir un solide - Savoir utiliser un bilan de population dans des cas simples et reconnaître les principaux termes - Connaître les problèmes spécifiques de la mise en suspension d'un solide - Saisir les forces en jeu, les échelles et mécanismes de l'interaction entre l'écoulement de la phase continue (liquide) et la phase suspendue. - Diagnostiquer les phénomènes en jeu lors de l'agglomération de particules et comprendre les mécanismes. - Prévoir l'influence des principaux paramètres opératoires sur la taille des cristaux. Savoir mobiliser ces connaissances pour dimensionner les opérations faisant intervenir des solides et des fluides, en réponse à un cahier des charges donné. Faire comprendre des concepts ardus par des animations et par la résolution d'exercices simples.
Type(s) pédagogique(s)
Cours / Présentation, Exercice
Type(s) documentaire(s)
Texte, Ressource interactive
Durée d'apprentissage
40h00m00s