Etude des propriétés thermodynamiques de certains phosphates : - Estimation et compilation de grandeurs thermodynamiques des ortho-, méta- et pyrophosphates. - Etude thermodynamique et expérimentale des phosphates du système CuO-Cu₂O-P₂O₅

Abstract

Notre travail a abouti à des avancées significatives dans deux directions. D’une part en ce qui concerne la connaissance de grandeurs thermodynamiques des ortho-, méta- et pyrophosphates solides et gazeux et d’autre part, pour ce qui relève de l’aspect qualitatif et quantifier de la vaporisation des phosphates appartenant aux systèmes CuO-P₂O₅ et Cu₂O-P₂O₅. L’utilisation de trois modèles théoriques nous a permis de proposer un ensemble cohérent et fiable de données thermodynamiques : S°(298,15 K), C⁰p (T) et △fH°(298,15 K) des ortho-, méta- et pyrophosphates solides. Dans le cas des phosphates gazeux, un choix minutieux a d’abord été effectué concernant leurs paramètres structuraux (géométrie et fréquences de vibration). Ces données sont ensuite utilisées pour déterminer leurs entropies et capacités calorifiques. Ce travail d’estimation et de compilation a été complété par l’utilisation d’un quatrième modèle pour estimer les enthalpies de formation de ces phosphates gazeux. La spectrométrie de masse en cellule d’effusion a été ensuite utilisée pour analyser la phase gazeuse au-dessus des systèmes CuO-P₂O₅ et Cu₂O- P₂O₅. Nous avons ainsi montré que, dans le premier système, l’espèce majoritaire est la molécule P₄O₁₀, (g) et dans le deuxième système, il y a présence des molécules gazeuses P₄O₁₀, P₄O₉, P₄O₈, P₂O₃ et PO₂. A haute température, nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence de molécules gazeuses CuPO₃, CuPO₂ et (CuPO₃)₂. L’exploitation thermodynamique des résultats de spectrométrie de masse nous a permis d’aboutir aux enthalpies des réactions faisant intervenir les phosphates solides (CuPO₃)₂, Cu₂P₂O₇, et Cu₃(PO₄)₂ et à l’enthalpie standard de formation du phosphate solide CuPO₃. L’ensemble de ces résultats peut être exploité pour aider à expliquer la décomposition des phosphates de cuivre et à comprendre le rôle que pourrait jouer le système Cu₂O- P₂O₅ dans le déplombage du cuivre.