H. LE CHATELIER — LA I.OI DES PHASKS 



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II 



Le postukilum de Gibbs formulé et ses premières 

 conséquences établies, arrivons à la loi des pkusKs. 

 Oii'est-ce d'abord qu'une phase? Voici la délini- 

 tion qu'en donne le Professeur Gibbs dans son ou- 

 vrage sur l'équilibre des systèmes hétérogènes' : 

 .. Dans l'élude des différentes masses homogènes 

 qui peuvent être obtenues avec un même groupe 

 (le substances constituantes, il est commode d'avoir 

 an terme qui vise seulement la composition et 

 l'état thermodynamique de chaque masse, abstrac- 

 tion faite de sa grandeur et de sa forme. On appel- 

 iora de semblables masses, envisagées seulement 

 au point de vue de leur différence de composition 

 et d'état, des phases ditïérentes de la matière 

 considérée, en envisageant toutes les masses qui 

 diffèrent seulement par la grandeur et la forme, 

 comme des exemples ditl'érenls d'une même 

 phase ". D'après cette définition, deux cristaux 

 différents de glace sont deux exemples d'une même 

 phase parce qu'ils ne diffèrent que par la gran- 

 deur, la forme et la position dans l'espace. De la 

 vapeur d'eau et un mélange d hydrogène et d'oxy- 

 gène sont, au contraire, deux phases chimique- 

 ment ditïérentes, formées des mêmes substances 

 constituantes ; de même encore, deux polymères : 

 !a benzine et l'acétylène, deux isomères, deux va- 

 riétés dimorphiques : l'iodure rouge et l'iodure 

 jaune de mercure sont deux phases différentes 

 d'une même substance; la glace, l'eau liquide et 

 la vapeur sont trois phases physiquement diffé- 

 rentes; de la vapeur d'eau prise à des tempéra- 

 tures et pressions différentes constitue une série 

 de phases Iherniodynaniquement différentes. 



La prise en considération des phases, au lieu des 

 corps homogènes réels avec leur masse actuelle, 

 l'sl motivée, dans l'élude des phénomènes chimi- 

 ques, par ce fait que la grandeur de la masse des 

 dilTérentes parties d'un système n'intervient en au- 

 cune façon dans la détermination des conditions 

 de l'équilibre. A un morceau de glace de 1 gramme 

 on équilibre avec une certaine quantité d'eau li- 

 ([uide on peut ajouter i kilo de glace sans moditier 

 aucunement l'état d'équilibre. C'est là une loi ex- 

 périmentale tout à fait générale, dont la loi des 

 tensions fixes de vapeur ou de dissociation n'est 

 qu'un cas particulier. 



Nous avons maintenant loutes les donnêesnêces- 

 saires pour établir la loi des phases. La définition 

 d'une phase exige la connaissance de la grandeur 

 des diverses quantités qui la caractérisent soit chi- 



' Equilibre des si/slômes chimiques, par J.-W. Gilibs, tra- 

 (lucliou par II. Le Chatelier, p. 68. Carré et Naud, éditeurs, 

 l'aris, 1899. 



miquoment, soit physiquement, soit thermodyna- 

 ini(iucMUMit. Cesci'a d'abord la quantité des diverses 

 siibslances constituantes, ou, plus exactement, 

 leur rapport à l'une d'entre elles, puisque l.i 

 phase est indépendante de la masse totale, puis I.i 

 grandeur des diff'érents paramètres qui délinissent 

 l'état thermodynamique (pression, température, 

 force électromolrice, etc.). Si la phase renferme ;/' 

 substances différentes et si elle est .'oumise à ;> 

 iulluences thermodynamiques distinctes, il faudra 

 pour sa définition connaître la mesure de : 



m — 1 + i> 



grandeurs distinctes. 



Si, au lieu d'envisager une phase uni(iue, c'est-à- 

 dire une seule masse homogène, on considère un 

 système hétérogène composé de r phases distinctes. 

 par exemple un sel cristallisé, une dissolution de 

 ce sel et de la vapeur d'eau, il faudra, pour di'linir 



le système total. 



m — 1 + ;)) )• 



grandeurs distinctes. Un semblable système pour- 

 rait éprouver un nombre égal de variations in- 

 dépendantes, si chacune de ces phases n'avait 

 aucune relation entre elles, si les corps qui la com- 

 posent ne pouvaient se transformer les uns dans 

 les autres. 



Dans le cas d'un système en équilibre chimique. 

 ces différentes grandeurs ne peuvent plus être con- 

 sidérées toutes comme des variables indépen- 

 dantes; il existe entre elles un certain nombre de 

 relations nécessaires pour l'équilibre. 



L'équilibre thermodynamique des différentes 

 phases entre elles exige que leurs tensions d'énergie 

 (pression, température, force électromotrice) soient 

 égales entre elles, c'est-à-dire, en indiquant par 

 une même accentuation les grandeurs se rappor- 

 tant à une même phase, que : 



i' = i" 



:j,n 



soit en tout/) (/■ — 1) relations semblables. Pour 

 l'équilibre chimique des phases entre elles, il faut 

 que le potentiel de chaque corps soit partout le 

 même : 



soit en tout m (r — 1) relations. 



Enfin, si les différentes substances peuvent se 

 transformer les unes dans les autres par suile des 

 réactions chimiques, on aura entre les potentiels 

 autant de relations de la forme 



qu'il y a de réactions chimiques différentes en jeu 



