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sursaturation - chimie.

Publié le 25/04/2013

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chimie
sursaturation - chimie. sursaturation, état d'un système à deux phases (en général un fluide) dans lequel la concentration d'une des phases est supérieure à celle correspondant à la saturation. Pour un fluide donné, dont la température est inférieure à la température critique, différents états physiques sont possibles : l'état liquide, un état (dit biphasé) où coexistent liquide et gaz et enfin l'état gazeux correspondant aux faibles pressions. À température constante, chacun des domaines correspondants est traversé à mesure que la pression augmente, en allant de l'état gazeux puis en passant par l'état biphasé pour arriver enfin jusqu'à l'état liquide. Lorsqu'un gaz est comprimé à une pression supérieure à sa pression de vapeur saturante, de fines gouttelettes de liquide se condensent en premier lieu sur les poussières présentes dans le gaz pour former un brouillard, puis le changement d'état se poursuit à partir de ces germes de condensation. Cependant, du fait de l'existence de phénomènes de retard aux changements de phase, il est possible de trouver un fluide s'écartant de l'état biphasé décrit ci-dessus. Un gaz peut être maintenu à l'état gazeux à une pression plus élevée que sa pression de vapeur saturante. En effet, les molécules de fluide se déposent sur les poussières présentes sous l'influence de forces d'adhésion ou de forces électrostatiques s'exerçant entre les impuretés et le fluide. Les poussières ou impuretés agissent ainsi comme des centres de condensation. En revanche, lorsque ces centres de condensation n'existent pas, le changement d'état passe obligatoirement par la formation de très petites gouttelettes de liquide qui s'évaporent immédiatement sous l'effet de collisions avec d'autres molécules de vapeur. En conséquence, pour observer le phénomène de sursaturation, il faut éliminer toutes les poussières ou impuretés dans le gaz. On peut également observer des fluides dans l'état liquide à des pressions bien inférieures à la pression d'équilibre. On a pu par exemple obtenir cet effet avec du mercure liquide pour des pressions extrêmement faibles. Le retard au changement d'état conduit à un état métastable : une perturbation même très faible peut suffire pour faire cesser la sursaturation et revenir vers l'état stable attendu (coexistence des phases liquide et vapeur). Un choc, par exemple, peut faire cesser la sursaturation. Une application remarquable de la sursaturation existe en physique des particules avec les chambres à bulles. En effet, des particules de haute énergie se déplaçant dans un fluide sursaturé produisent des ions le long de leur trajet, par interaction avec le fluide. Or, la présence de ces ions suffit pour faire cesser l'état métastable. Ainsi, dans un liquide sursaturé, les trajectoires de particules ionisantes sont visualisées sous forme d'un chapelet de bulles de vapeur. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.

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