NOTION DE PHASE
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quasiment non miscibles. L’eau et l’éthanol sont des liquides miscibles en toutes proportions : quelles que soient les quantités de matière relatives des deux corps, une
seule phase est observée après mélange.
Lors du mélange d’eau et de butan-1-ol on obtient en général deux phases liquides,
l’une riche en eau, l’autre riche en butan-1-ol : on parle alors de liquides partiellement
miscibles.
c) Les solides
À l’état solide, on peut observer une assez grande diversité de comportements.
De nombreuses espèces chimiques peuvent exister à l’état solide sous plusieurs arrangements cristallographiques, appelées variétés allotropiques. Ces différentes structures seront stables dans différents domaines de température et de pression. Citons,
par exemple, le fer qui existe sous pression usuelle et selon la température sous deux
arrangements cristallins différents (fer α et fer γ) ou le carbone qui existe sous forme
diamant ou graphite.
Le passage d’une variété allotropique à l’autre se traduit par une variation de l’entropie molaire car l’ordre n’est pas identique dans tous les arrangements cristallins.
d) Les cristaux liquides
Un liquide, substance isotrope, est transparent à la lumière (sauf dans le cas où les
molécules constitutives du liquide absorbent celle-ci).
En 1888, le botaniste Friedrich REINITZER constate que le benzoate de cholestéryl
passe à la température de 145,5 °C de l’état solide à un état opaque mais liquide ; il se
transforme ensuite à 178,5 °C en une phase liquide et transparente. Après avoir vérifié la pureté de son échantillon, REINITZER postule que le passage de l’état solide à
l’état liquide procède ici en deux étapes, mettant en évidence la formation d’une nouvelle phase aux propriétés intermédiaires entre l’état liquide et l’état liquide appelée
cristal liquide.
L’arrangement spatial des molécules dans un cristal liquide n’est ni celui du solide
tridimensionnel périodique, ni celui du liquide. Il existe de nombreuses catégories
de cristaux liquides. Pour illustrer notre propos, nous présentons ci-dessous deux
catégories importantes et représentatives des cristaux liquides.
• les nématiques : les molécules sont représentées par un bâtonnet (qui est une modélisation simplifiée de leur structure moléculaire réelle).
Dans un cristal liquide nématique, il existe une direction privilégiée de l’espace
et les molécules sont orientées préférentiellement selon cette direction. Il n’existe
pas d’ordre de position mais un ordre d’orientation.
• les smectiques : l’arrangement spatial s’organise par plans : dans un plan, les molécules occupent des positions fixes (dans un plan, l’ordre est du type de celui
observé dans les solides). Les plans sont indépendants les uns des autres.
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quasiment non miscibles. L’eau et l’éthanol sont des liquides miscibles en toutes proportions : quelles que soient les quantités de matière relatives des deux corps, une
seule phase est observée après mélange.
Lors du mélange d’eau et de butan-1-ol on obtient en général deux phases liquides,
l’une riche en eau, l’autre riche en butan-1-ol : on parle alors de liquides partiellement
miscibles.
c) Les solides
À l’état solide, on peut observer une assez grande diversité de comportements.
De nombreuses espèces chimiques peuvent exister à l’état solide sous plusieurs arrangements cristallographiques, appelées variétés allotropiques. Ces différentes structures seront stables dans différents domaines de température et de pression. Citons,
par exemple, le fer qui existe sous pression usuelle et selon la température sous deux
arrangements cristallins différents (fer α et fer γ) ou le carbone qui existe sous forme
diamant ou graphite.
Le passage d’une variété allotropique à l’autre se traduit par une variation de l’entropie molaire car l’ordre n’est pas identique dans tous les arrangements cristallins.
d) Les cristaux liquides
Un liquide, substance isotrope, est transparent à la lumière (sauf dans le cas où les
molécules constitutives du liquide absorbent celle-ci).
En 1888, le botaniste Friedrich REINITZER constate que le benzoate de cholestéryl
passe à la température de 145,5 °C de l’état solide à un état opaque mais liquide ; il se
transforme ensuite à 178,5 °C en une phase liquide et transparente. Après avoir vérifié la pureté de son échantillon, REINITZER postule que le passage de l’état solide à
l’état liquide procède ici en deux étapes, mettant en évidence la formation d’une nouvelle phase aux propriétés intermédiaires entre l’état liquide et l’état liquide appelée
cristal liquide.
L’arrangement spatial des molécules dans un cristal liquide n’est ni celui du solide
tridimensionnel périodique, ni celui du liquide. Il existe de nombreuses catégories
de cristaux liquides. Pour illustrer notre propos, nous présentons ci-dessous deux
catégories importantes et représentatives des cristaux liquides.
• les nématiques : les molécules sont représentées par un bâtonnet (qui est une modélisation simplifiée de leur structure moléculaire réelle).
Dans un cristal liquide nématique, il existe une direction privilégiée de l’espace
et les molécules sont orientées préférentiellement selon cette direction. Il n’existe
pas d’ordre de position mais un ordre d’orientation.
• les smectiques : l’arrangement spatial s’organise par plans : dans un plan, les molécules occupent des positions fixes (dans un plan, l’ordre est du type de celui
observé dans les solides). Les plans sont indépendants les uns des autres.