Le changement d'état : écriture symbolique et modélisation microscopique

Les six changements d'état

La matière peut exister sous trois états physiques : solide, liquide et gazeux. Le passage d'un état à un autre est appelé un changement d'état, et porte un nom différent selon le sens de la transformation.

Changement d'état	Sens
Fusion	solide → liquide
Solidification	liquide → solide
Vaporisation	liquide → gaz
Liquéfaction	gaz → liquide
Sublimation	solide → gaz
Condensation solide	gaz → solide

L'écriture symbolique d'un changement d'état

Un changement d'état s'écrit sous la forme d'une équation indiquant l'espèce chimique concernée, son état initial et son état final, entre parenthèses.

Exemple : la fusion de la glace s'écrit H₂O(s) → H₂O(l), où (s) désigne l'état solide et (l) l'état liquide.

La modélisation microscopique d'un changement d'état

À l'échelle microscopique, un changement d'état correspond à une réorganisation des entités qui composent la matière, sans modification de leur nature chimique : ce sont les mêmes molécules ou atomes qui changent d'organisation.

Dans un solide, les entités sont proches les unes des autres et peu mobiles. Dans un liquide, elles restent proches mais deviennent mobiles. Dans un gaz, elles sont très éloignées les unes des autres et se déplacent librement.

Distinguer fusion et dissolution

La fusion est le changement d'état d'un corps pur, qui passe de l'état solide à l'état liquide, généralement sous l'effet d'un apport de chaleur.

La dissolution, en revanche, correspond à la dispersion d'un soluté solide dans un solvant liquide, formant un mélange homogène : elle ne nécessite pas nécessairement d'apport de chaleur et peut se produire à température ambiante.

L'essentiel

Les six changements d'état relient les trois états physiques : solide, liquide, gazeux.
Un changement d'état s'écrit espèce(état initial) → espèce(état final).
À l'échelle microscopique, un changement d'état réorganise les entités sans changer leur nature chimique.
Piège classique : ne pas confondre la fusion d'un corps pur avec la dissolution d'un soluté dans un solvant, deux phénomènes différents.

L'énergie nécessaire à la fusion d'un iceberg