DIAGRAMMES D’EQUILIBRE DE PHASES Module 1 : appliqués à la cristallisation Module 2 : appliqués à la formulation (émulsions)
Physicochimie - Formulation
Objectifs
Module 1 : permettre d’acquérir les bases thermodynamiques des équilibres liquide/solide et les utiliser pour maîtriser la cristallisation des substances inorganiques ou organiques en chimie fine et pharmaceutique.
Module 2 : permettre d’acquérir les bases thermodynamiques des équilibres liquide/liquide et les utiliser pour maîtriser la formulation.
Contenu pédagogique
MODULE 1 : DIAGRAMME D’ÉQUILIBRE DE PHASES – APPLICATIONS A LA CRISTALLISATION
Introduction générale – Définitions
- Rappel des fonctions thermodynamiques
- Règles des phases – Variance
Diagramme d’équilibre de phases
- Diagramme d’équilibre pour un corps simple
- Diagrammes d’équilibre liquide/solide binaires
- Diagrammes de solubilité
- Etudes des polymorphes, solvates, hydrates
- Exercices
Méthodes pour établir les diagrammes de phases
- Mesure des courbes de solubilité, des courbes de solidus/liquidus…
- Détermination des eutectiques…
- Travaux dirigés
Application à la mise au point du procédé de cristallisation
- Génération du solide – Qu’est-ce que la solubilité ?
- Approche moléculaire
- Régression des résultats
- Ecart à l’équilibre – Sursaturation – Zone métastable/Cas des électrolytes – Mode de génération du solide – Exercice d’application
- Les processus de dissolution/recristallisation : mûrissement d’Ostwald et stabilité des phases cristallines – Application au polymorphisme –
- Règles de Burger
- Principes thermodynamiques de la séparation des isomères optiques par cristallisation
Applications à la cristallisation des substances organiques en chimie fine.
MODULE 2 : DIAGRAMME D’ÉQUILIBRE DE PHASES – APPLICATIONS A LA FORMULATION (ÉMULSIONS)
Introduction générale
- Lecture et établissement de diagrammes de phases de corps purs, de mélanges binaires et ternaires
- Fonctions thermodynamiques, potentiel chimique
- Règles de phases, variance
- Diagrammes classiques de mélanges binaires (solide-liquide et liquide-gaz)
Travaux dirigés
- Diagramme de mélanges ternaires
Application à la formulation de “mélanges complexes” (émulsions, microémulsions, mélanges tensioactif-polymère, suspensions)
- Description des systèmes, techniques de mesure spécifiques, utilisation des diagrammes
- Systèmes binaires tensioactif + solvant : micelles, mésophases, vésicules
- Mélanges ternaires à l’équilibre contenant des tensioactifs et/ou des polymères
- 2 solvants + 1 tensioactif (microémulsions) – 2 polymères + 1 solvant – 1 tensioactif + 1 polymère + 1 solvant
- Emulsions – Suspensions (diagramme d’”équilibre” de systèmes hors d’équilibre)
Mesures expérimentales des diagrammes de phases
Applications industrielles
- Etudes de diagrammes de phases des corps gras