Introduction à la chimie

Termes

• DépôtTransition de phase dans laquelle un gaz est converti en solide, sans passer par une phase liquide intermédiaire. C’est le processus inverse de la sublimation.
• Point tripleEn thermodynamique, le point triple d’une substance est la température et la pression auxquelles les trois phases (gaz, liquide et solide) coexistent en équilibre thermodynamique.
• sublimationProcessus de transformation directement de la phase solide à la phase gazeuse, sans passer par une phase liquide intermédiaire.

Transition de phase : Du solide au gaz

La sublimation est le processus de transformation directement de la phase solide à la phase gazeuse, sans passer par une phase liquide intermédiaire. Il s’agit d’une transition de phase endothermique qui se produit à des températures et des pressions inférieures au point triple d’une substance (la température et la pression auxquelles les trois phases coexistent) dans son diagramme de phase.

À une température donnée, la plupart des composés chimiques et des éléments peuvent posséder l’un des trois différents états de la matière à différentes pressions. Dans ces cas, le passage de l’état solide à l’état gazeux nécessite un état liquide intermédiaire. Mais à des températures inférieures à celle du point triple, une diminution de la pression entraîne une transition de phase directe de l’état solide à l’état gazeux. De même, à des pressions inférieures à celle du point triple, une augmentation de la température entraînera la transformation d’un solide en gaz sans passer par la région liquide.

Pour certaines substances, comme le carbone et l’arsenic, la sublimation est beaucoup plus facile que l’évaporation. En effet, la pression de leur point triple est très élevée et il est difficile de les obtenir sous forme liquide. Le solide présente des pressions de vapeur si élevées que le chauffage entraîne une quantité substantielle de vaporisation directe avant même que le point de fusion ne soit atteint.

Le processus de sublimation nécessite une énergie supplémentaire et constitue donc un changement endothermique. L’enthalpie de sublimation (également appelée chaleur de sublimation) peut être calculée comme la somme de l’enthalpie de fusion et de l’enthalpie de vaporisation.

Le processus inverse de la sublimation est le dépôt (c’est-à-dire de gaz à solide). Par exemple, l’iode solide, I2, est facilement sublimé à des températures autour de 100°C. Même la glace a une pression de vapeur mesurable à proximité de son point de congélation, comme en témoigne la tendance de la neige à s’évaporer par temps froid et sec. Il existe d’autres solides dont la pression de vapeur dépasse celle du liquide avant que la fusion ne puisse se produire. De telles substances se subliment ; un exemple courant est le dioxyde de carbone solide (glace sèche) à 1 atm de pression atmosphérique.

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