États physiques et transformations de la matière

Flashcards de vocabulaire couvrant les définitions, grandeurs et lois fondamentales des états physiques, transformations de la matière et mélanges gazeux.

Espèce chimique

Ensemble d'entités chimiques identiques, pouvant être des atomes, des molécules ou des ions, désigné par une formule chimique.

Corps simple

Espèce chimique constituée d'un seul élément chimique, comme par exemple l'ozone ($\text{O}_3$).

Corps composé

Espèce chimique constituée de plusieurs éléments chimiques, comme par exemple l'ion carbonate ($\text{CO}_3^{2-}$).

Espèce physico-chimique

Espèce chimique dont on précise l'état physique (solide, liquide, gazeux) dans lequel elle se trouve, par exemple $\text{H}_2\text{O}(g)$ ou $\text{CO}_2(s)$.

Système

Portion de l'Univers faisant l'objet de l'étude, comprenant un ensemble de constituants physico-chimiques dont on souhaite étudier le comportement.

Milieu extérieur

Reste de l'Univers situé hors du système étudié.

Variable intensive

Variable de description qui ne dépend pas de la quantité de matière du système, comme la pression $P$, la température $T$, la concentration molaire $C$ ou la masse volumique $\rho$.

Variable extensive

Variable de description qui dépend de la quantité de matière du système, comme le volume $V$ ou la masse $m$.

Corps pur

Système constitué d'une seule espèce chimique.

Mélange

Système constitué de plusieurs espèces chimiques, pouvant être homogène (une unique phase) ou hétérogène (différentes phases).

Phase

Région de l'espace dont l'aspect macroscopique est le même en tout point, et dans laquelle les paramètres intensifs sont soit uniformes, soit varient de manière continue.

Phase uniforme

Phase dans laquelle les paramètres intensifs sont indépendants du point considéré.

État gazeux

État de la matière ne possédant ni forme ni volume propre, dispersé, isotrope, très compressible et de faible densité à l'échelle macroscopique, et totalement désordonné avec des particules en perpétuelle agitation à l'échelle microscopique.

État liquide

État fluide condensé et isotrope ne possédant aucune forme propre mais un volume propre à l'échelle macroscopique, constitué de particules plus fortement liées qu'à l'état gazeux avec des mouvements de translation, vibration et rotation de plus faibles amplitudes à l'échelle microscopique.

État solide

État condensé possédant un volume et une forme propres, présentant une très faible compressibilité et une densité élevée à l'échelle macroscopique, dans lequel les forces de cohésion à courte portée prédominent sans mouvement de translation à l'échelle microscopique.

Transformation nucléaire

Transformation engendrant une modification de la structure du noyau des atomes, par exemple : $^{14}_6\text{C} \rightarrow ^{14}_7\text{N} + _{-1}^0\text{e} + \bar{\nu}$.

Transformation physique

Transformation subie par un corps pur changeant d'état physique, par exemple : $\text{CO}_2(s) = \text{CO}_2(g)$.

Changements d'état physique

Diagramme des transitions de phase entre les états solide, liquide et gazeux comprenant la fusion, la solidification, la vaporisation, la liquéfaction, la sublimation et la condensation.

Transformation chimique

Transformation mettant en jeu des réactifs réagissant pour donner des produits par rupture et formation de liaisons covalentes, caractérisée par la conservation de la matière (atomes et charges).

Fraction molaire ($x_i$)

Quotient de la quantité de matière $n_i$ d'un constituant $A_i$ par la quantité totale de matière de la phase : $x_i = \frac{n_i}{\sum_{k=1}^n n_k}$, vérifiant $\sum x_i = 1$.

Fraction massique ($w_i$)

Quotient de la masse $m_i$ d'un constituant $A_i$ par la masse totale de la phase : $w_i = \frac{m_i}{\sum_{k=1}^n m_k}$, vérifiant $\sum w_i = 1$.

Concentration molaire ($[A_i]$)

Quotient de la quantité de matière $n_i$ d'un constituant $A_i$ par le volume total $V$ de la phase ou récipient : $[A_i] = \frac{n_i}{V}$, exprimée en $mol\,L^{-1}$.

Concentration en masse ($C_{m,i}$)

Quotient de la masse $m_i$ d'un constituant $A_i$ par le volume total $V$ : $C_{m,i} = \frac{m_i}{V}$, exprimée en $g\,L^{-1}$.

Masse molaire ($M_i$)

Quotient de la masse $m_i$ d'une espèce par sa quantité de matière $n_i$ : $M_i = \frac{m_i}{n_i}$, exprimée en $g\,mol^{-1}$.

Masse volumique ($\rho$)

Quotient de la masse d'un échantillon par son volume : $\rho = \frac{m}{V}$, exprimée en $g\,L^{-1}$ ou $kg\,m^{-3}$.

Densité d'une solution ($d_{\text{solution}}$)

Rapport entre la masse volumique de la solution et la masse volumique de l'eau : $d_{\text{solution}} = \frac{\rho_{\text{solution}}}{\rho_{\text{eau}}}$, avec $\rho_{\text{eau}} = 1000\,kg\,m^{-3}$.

Densité d'un gaz ($d_{\text{gaz}}$)

Rapport entre la masse volumique du gaz et la masse volumique de l'air à température et pression fixées : $d_{\text{gaz}} = \frac{\rho_{\text{gaz}}}{\rho_{\text{air}}}$.

Modèle du gaz parfait

Modèle décrivant un gaz constitué de particules supposées ponctuelles et sans interactions entre elles.

Équation d'état des gaz parfaits

Relation $P V = n R T$ reliant la pression $P$ (en $\text{Pa}$), le volume $V$ (en $\text{m}^3$), la quantité de matière $n$ (en $\text{mol}$) et la température $T$ (en $\text{K}$), avec $R \approx 8,314\,J\,K^{-1}\,mol^{-1}$.

Pression partielle ($p_i$)

Pression qu'exercerait un gaz $A_i$ sur les parois d'un récipient de volume $V$ s'il s'y trouvait seul, définie par la relation $p_i V = n_i R T$.

Loi de Dalton

Loi indiquant que la pression partielle d'un gaz est $p_i = x_{i,\text{gaz}} P_{\text{totale}}$, et que la pression totale d'un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles de ses constituants : $P_{\text{totale}} = \sum p_i$.

Masse molaire d'un mélange gazeux

Grandeur calculée par la somme $M_{\text{mélange}} = \sum x_{i,\text{gaz}} M_{i,\text{gaz}}$, permettant d'exprimer la densité du mélange par $d_{\text{mélange}} = \frac{M_{\text{mélange}}}{M_{\text{air}}}$ avec $M_{\text{air}} = 29\,g\,mol^{-1}$.