Sélection de constantes thermodynamiques pour les éléments ...

4.1. CONTEXTE
Thermochimie éléments majeurs
4. L’aluminium
De nombreux travaux ont été réalisés durant les 20 dernières années sur la solubilité
de cet élément, en fonction de différents paramètres chimiques : température,
pression, force ionique, ligand particulier, … Deux synthèses permettent d’évaluer la
masse de données accumulées, il s’agit des articles de Pokrovskii et Helgeson (1995)
et de Tagirov et Schott (2001). Avec le silicium, l’aluminium est l’élément majeur pour
lequel les études récentes sont les plus nombreuses. Cet élément est particulièrement
important parce qu’il rentre dans la composition de très nombreuses phases minérales.
Il forme facilement des phases solides de type hydroxydes ce qui exige des protocoles
analytiques très rigoureux pour pouvoir obtenir des analyses significatives.
4.2. ESPECE DE BASE
Parmi l’ensemble des bases de données déjà existantes, deux espèces sont
classiquement retenues comme espèces de base, il s’agit de Al +3 et Al(OH)4 - . La
première est prédominante dans les solutions acides alors que la seconde est
majoritaire dans les solutions faiblement à fortement alcalines. Pour simplifier l’écriture
des réactions dans les bases de données thermodynamiques, nous adopterons
l’espèce Al +3 comme espèce de base.
Le Tableau 3 indique les variations constatées sur les propriétés thermodynamiques
de Al 3+ et la Figure 4 montre la variation de la constante de solubilité de la gibbsite
Al(OH)3 en fonction de la température, suivant les différents auteurs. Les courbes
obtenues sont comparées sur la Figure 4 avec les données expérimentales les plus
récentes sur la solubilité de la gibbsite.
ΔG 0
f
(J/mol)
ΔH 0
f
(J/mol)
S 0
(J/mol/K)
-491507 -538400 -325.00
Cp
(J/mol/K)
Références
CODATA
Thermochimie5
-487478 -538770 -339.75 -119.50 01tag/sch
-487616 -538401 -338.07 95pok/hel
-483708 -530673 -325.10 -136.00 97sho/sas
Tableau 3 – Comparaison des propriétés thermodynamiques de l’aluminium Al +3
Il est à noter que les propriétés de l’aluminium sélectionnées par CODATA sont
reprises par Silva et al. (1995) puis introduites dans Thermochimie5. Pokrovskii et
Helgeson (1995) et Tagirov et Schott (2001) ont justifié la nécessité d’une réévaluation
des propriétés des principaux complexes de l’aluminium. Ils expliquent que dans les
travaux expérimentaux les plus récents, les auteurs avaient tenu compte de la
spécificité de l’aluminium d’un point de vue analytique et des aspects cinétiques, en
BRGM/RP- 54902-FR – Rapport final 27