Mesure d’enthalpie de vaporisation

Qu’est ce que la vaporisation ?

La vaporisation d’un échantillon correspond à son passage de l’état liquide et l’état gazeux. Ce changement d’état nécessite une grande quantité de chaleur afin de séparer les molécules les unes des autres.

La vaporisation d’un composé peut avoir lieu de deux manières : par évaporation et par ébullition. L’évaporation a lieu plus ou moins rapidement à toute température à l’interface gaz/liquide ou gaz/solide. Plus la température est importante, plus l’évaporation est rapide. Lorsque la température devient trop importante, une ébullition peut avoir lieu au sein de l’échantillon : il s’agit d’un changement d’état brutal pendant lequel des bulles de vapeur du composé sont produites et la température n’évolue plus jusqu’à évaporation complète.

Chez Calnesis, les enthalpies de vaporisation sont mesurées par DSC sur une large gamme de température.

Florian Rodrigues, Chargé d’affaires R&D, Calnesis

Comment mesurer l’enthalpie de vaporisation ?

Cette mesure est effectuée par calorimétrie, et plus particulièrement pas calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Une dizaine de milligrammes d’échantillon sont introduits dans un creuset percé. Ce dernier subit ensuite une élévation de température contrôlée. Sans changement d’état, le flux de chaleur mesuré correspond uniquement à la chaleur nécessaire au réchauffement du liquide contenu dans le creuset (capacité thermique/calorifique). Lorsque le point d’ébullition est atteint, un flux de chaleur endothermique très important est alors mesuré (voir figure ci-contre). L’intégration du pic endothermique obtenu permet de déterminer l’enthalpie de vaporisation. Le même type de mesure permet aussi de déterminer la température d’ébullition.

Néanmoins, il arrive fréquemment que des mélanges complexe, contenant des composés multiples, ne permettent jamais d’obtenir une ébullition en DSC. Les composés les plus volatils s’évaporent simplement les uns après les autres au cours de la rampe de température. Dans ce cas, le thermogramme mesuré ne présente pas de pics d’ébullition exploitables, mais des variations de flux thermiques globalement endothermiques. Une enthalpie globale peut dans certains cas être déterminée à titre indicatif, ainsi que des températures caractéristiques de début et de fin de vaporisation.