Phenomenological theory of the dissolution/precipitation kinetics of a solid solution; determination of the precipitated composition, comparison with the choices of the literature - HAL-SHS - Sciences de l'Homme et de la Société Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2020

Théorie phénoménologique de la cinétique de dissolution/précipitation d'une solution solide; détermination de la composition précipitée, comparaison avec les choix de la littérature

Phenomenological theory of the dissolution/precipitation kinetics of a solid solution; determination of the precipitated composition, comparison with the choices of the literature

Bernard Guy

Résumé

We propose elements for a theory of the dissolution/precipitation kinetics of a solid solution, at a homogenized macroscopic scale where the phenomena occurring in the volume of solids are not taken into account. The variables of chemical disequilibrium are the chemical affinities. In the literature, the treatment of solid solutions is different from that of stoichiometric compounds. One of the concerns that guided us is to connect the two formalisms and to consider a solid solution as the limiting case of an infinite set of stoichiometric minerals of similar compositions. This allows us to integrate in a general framework a number of concepts developed specifically for solid solutions (opposition total saturation / stoichiometric saturation) and to link them to what is known for minerals of fixed composition; for this, we must specify the notions of stability / metastability for solid solutions. This makes possible a certain unification of kinetic theories and relieves a number of paradoxes. The different precipitation/dissolution rates of the solid solution compositions for a given fluid are visualized by the pedal curve of the corresponding point to the total saturation curve. The presentation is illustrated by examples of binary ideal solutions: extensions, as well as research avenues, are indicated.
Nous proposons des éléments pour une théorie de la cinétique de dissolution / précipitation d'une solution solide, en se plaçant à une échelle macroscopique homogénéisée où les phénomènes intervenant dans le volume des solides ne sont pas pris en compte. Les variables de déséquilibre chimique sont les affinités chimiques. Dans la littérature, le traitement des solutions solides est différent de celui des composés stoechiométriques. Un des soucis qui nous a guidé est de raccorder les deux formalismes et de considérer une solution solide comme le cas limite d'un ensemble infini de minéraux stoechiométriques de compositions voisines. Cela permet d'intégrer dans un cadre général un certain nombre de concepts développés de façon spécifique pour les solutions solides (opposition saturation totale / saturation stoechiométrique) et de les relier à ce que l'on connaît pour les minéraux de composition fixe ; nous devons pour cela préciser les notions de stabilité/métastabilité pour les solutions solides. Cela rend possible une certaine unification des théories cinétiques et lève un certain nombre de paradoxes. Les différentes vitesses de précipitation / dissolution des compositions de la solution solide pour un fluide donné sont visualisées par la podaire du point correspondant à la courbe de saturation totale. L’exposé est illustré par des exemples portant sur des solutions idéales binaires : des voies d’extension, ainsi que des voies de recherche, sont indiquées.
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halshs-02946452 , version 1 (23-09-2020)

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  • HAL Id : halshs-02946452 , version 1

Citer

Bernard Guy. Phenomenological theory of the dissolution/precipitation kinetics of a solid solution; determination of the precipitated composition, comparison with the choices of the literature. 2020. ⟨halshs-02946452⟩

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