CHANGEMENTS PHYSIQUES: TYPES ET LEURS CARACTÉRISTIQUES, EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Les changements physiques sont ceux dans lesquels un changement est observé dans l'art sans qu'il soit nécessaire de modifier sa nature; c'est-à-dire sans rupture ni formation de liaisons chimiques. Par conséquent, en supposant une substance A, elle doit avoir les mêmes propriétés chimiques avant et après le changement physique.

Sans changements physiques, les variétés de formes que certains objets peuvent acquérir n'existeraient pas; le monde serait un lieu statique et standardisé. Pour qu'elles se produisent, l'action de l'énergie sur la matière est nécessaire, soit sous le mode de la chaleur, du rayonnement ou de la pression; pression qui peut être exercée mécaniquement de nos propres mains.

Atelier de menuiserie. Source: Pixabay

Par exemple, dans un atelier de menuiserie, vous pouvez observer les changements physiques que subit le bois. Scies, pinceaux, gouges et trous, clous, etc. sont des éléments essentiels pour que le bois, issu d'un bloc, et par les techniques de menuiserie, puisse être transformé en œuvre d'art; comme un meuble, un treillis ou une boîte sculptée.

Si le bois est considéré comme substance A, il ne subit essentiellement aucune transformation chimique après la finition du meuble (même si sa surface subit un traitement chimique). Si ce meuble est pulvérisé en une poignée de sciure de bois, les molécules du bois resteront inchangées.

Pratiquement, la molécule de cellulose de l'arbre à partir duquel le bois a été coupé ne modifie pas sa structure tout au long de ce processus.

Si le meuble était en feu, ses molécules réagiraient avec l'oxygène de l'air, se décomposant en carbone et en eau. Dans cette situation, il y aurait un changement chimique, car après la combustion, les propriétés du résidu seraient différentes de celles du meuble.

Types de changements chimiques et leurs caractéristiques

Irréversible

Le bois de l'exemple précédent peut subir des changements physiques de taille. Il peut être laminé, coupé, bordé, etc., mais jamais augmenté en volume. En ce sens, le bois peut augmenter sa superficie, mais pas son volume; qui, au contraire, est constamment réduite au fur et à mesure de son travail en atelier.

Une fois coupé, il ne peut pas retrouver sa forme d'origine, car le bois n'est pas un matériau élastique; en d'autres termes, il subit des changements physiques irréversibles.

Dans ce type de changement, la matière, bien qu'elle ne subisse aucune réaction, ne peut pas revenir à son état initial.

Un autre exemple plus coloré est de jouer avec une pâte à modeler jaune et bleuâtre. En les pétrissant ensemble et après leur avoir donné la forme d'une boule, leur couleur devient verte. Même si vous aviez un moule pour les ramener à leur forme initiale, vous auriez deux barres vertes; le bleu et le jaune ne pouvaient plus être séparés.

En plus de ces deux exemples, le soufflage de bulles pourrait également être envisagé. Plus ils sont soufflés, plus leur volume augmente; mais une fois libre, aucun air ne peut être extrait pour réduire leur taille.

Réversible

Bien qu'aucun accent ne soit mis sur leur description adéquate, tous les changements dans l'état de la matière sont des changements physiques réversibles. Ils dépendent de la pression et de la température, ainsi que des forces qui maintiennent les particules ensemble.

Par exemple, un glaçon dans une glacière peut fondre s'il est laissé à l'extérieur du congélateur. Au bout d'un moment, l'eau liquide remplace la glace dans le petit compartiment. Si ce même refroidisseur est renvoyé au congélateur, l'eau liquide perdra de la température jusqu'à ce qu'elle gèle et redevienne un glaçon.

Le phénomène est réversible car il y a absorption et dégagement de chaleur par l'eau. Cela est vrai quel que soit l'endroit où l'eau liquide ou la glace est stockée.

La principale caractéristique et différence entre un changement physique réversible et irréversible est que dans le premier, la substance (l'eau) est considérée en elle-même; tandis que dans le second, l'aspect physique du matériau est pris en compte (bois, et non celluloses et autres polymères). Dans les deux cas, cependant, la nature chimique reste constante.

Parfois, la différence entre ces types n'est pas claire et il est pratique, dans de tels cas, de ne pas classer les changements physiques et de les traiter comme un seul.

Exemples de changements physiques

Dans la cuisine

À l'intérieur de la cuisine, d'innombrables changements physiques ont lieu. Faire une salade en est saturé. Les tomates et les légumes sont hachés à volonté, modifiant leurs formes initiales de manière irréversible. Si du pain est ajouté à cette salade, il est coupé en tranches ou en morceaux dans une miche de pain de campagne et tartiné de beurre.

L'onction du pain et du beurre est un changement physique, car sa saveur change, mais au niveau moléculaire, elle reste inchangée. Si un autre pain est grillé, il acquiert une force, une saveur et des couleurs plus intenses. Cette fois, on dit qu'il y a eu un changement chimique, car peu importe si ce pain grillé est froid ou non: il ne retrouvera jamais ses propriétés initiales.

Les aliments homogénéisés dans le mélangeur représentent également des exemples de changements physiques.

Côté sucré, lorsque le chocolat est fondu, on observe qu'il passe d'un état solide à un état liquide. La préparation de sirops ou de bonbons qui n'impliquent pas l'utilisation de chaleur, entrent également dans ce type de changements de matière.

Châteaux gonflables

Dans une aire de jeux au petit matin, certaines toiles sont observées au sol, inertes. Au bout de quelques heures, celles-ci s'imposent comme un château aux multiples couleurs où les enfants sautent à l'intérieur.

Ce changement brusque de volume est dû à l'immense masse d'air soufflé à l'intérieur. Une fois le parc fermé, le château est dégonflé et sauvé; c'est donc un changement physique réversible.

Artisanat du verre

Artisanat en verre. Source: Pixabay

Le verre à haute température fond et peut être librement déformé pour lui donner n'importe quel design. Dans l'image ci-dessus, par exemple, vous pouvez voir comment un cheval de verre est moulé. Une fois que la pâte vitreuse refroidit, elle durcira et l'ornement sera terminé.

Ce processus est réversible, car en appliquant à nouveau la température, on peut lui donner de nouvelles formes. De nombreux ornements en verre sont créés par cette technique, connue sous le nom de soufflage de verre.

Taille au diamant et facettage minéral

Diamant taillé. Source: Roman Köhler, de Wikimedia Commons Lors de la coupe d'un diamant, il subit des changements physiques constants afin d'augmenter la surface qui réfléchit la lumière. Ce procédé est irréversible et confère au diamant brut une valeur économique supplémentaire et exorbitante.

En outre, dans la nature, vous pouvez voir comment les minéraux adoptent des structures plus cristallines; c'est-à-dire qu'ils facettent au fil des ans.

Il s'agit d'un changement physique produit par un réarrangement des ions qui composent les cristaux. En escaladant une montagne, par exemple, on peut trouver plus de pierres de quartz à facettes que d'autres.

Dissolution

Lorsqu'un solide soluble dans l'eau, tel que le sel ou le sucre, est dissous, une solution avec un goût salé ou sucré, respectivement, est obtenue. Bien que les deux solides "disparaissent" dans l'eau et que celle-ci subisse un changement de goût ou de conductivité, aucune réaction ne se produit entre le soluté et le solvant.

Le sel (généralement chlorure de sodium), se compose d'ions Na ⁺ et Cl ^-. Dans l'eau, ces ions sont solvatés par les molécules d'eau; mais les ions ne subissent ni réduction ni oxydation.

Il en va de même pour les molécules de saccharose et de fructose du sucre, qui ne rompent aucune de leurs liaisons chimiques lorsqu'elles interagissent avec l'eau.

Cristallisation

Ici, le terme cristallisation se réfère à la formation lente d'un solide dans un milieu liquide. Revenant à l'exemple du sucre, lorsque sa solution saturée est portée à ébullition, puis laissée au repos, les molécules de saccharose et de fructose disposent de suffisamment de temps pour trier correctement et former ainsi des cristaux plus gros.

Ce processus est réversible si la chaleur est à nouveau fournie. En fait, c'est une technique largement utilisée pour purifier les substances cristallisées des impuretés présentes dans le milieu.

Néons

Néons. Source: Pexels

Dans les néons, les gaz (y compris le dioxyde de carbone, le néon et d'autres gaz rares) sont chauffés au moyen d'une décharge électrique. Les molécules de gaz sont excitées et subissent des transitions électroniques qui absorbent et émettent des radiations lorsque le courant électrique traverse le gaz à basse pression.

Bien que les gaz s'ionisent, la réaction est réversible et revient pratiquement à son état initial sans formation de produits. La lumière au néon est exclusivement de couleur rouge, mais dans la culture populaire, ce gaz est incorrectement désigné pour toutes les lumières produites par cette méthode, quelle que soit leur couleur ou leur intensité.

Phosphorescence

Ornement phosphorescent. Source: Lưu Ly, de Wikimedia Commons À ce stade, un débat peut surgir entre la question de savoir si la phosphorescence est davantage liée à un changement physique ou chimique.

Ici, l'émission de lumière est plus lente après l'absorption d'un rayonnement à haute énergie, comme les ultraviolets. Les couleurs sont le produit de cette émission de lumière provoquée par des transitions électroniques au sein des molécules qui composent l'ornement (image du haut).

D'une part, la lumière interagit chimiquement avec la molécule, excitant ses électrons; et d'autre part, une fois que la lumière est émise dans l'obscurité, la molécule ne montre aucune rupture de ses liaisons, ce qui est attendu de toute interaction physique.

On parle alors d'un changement physico-chimique réversible, puisque si l'ornement est placé au soleil, il réabsorbe le rayonnement ultraviolet, qu'il relâchera ensuite dans l'obscurité lentement et avec moins d'énergie.

Références

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