Phase dispersée: caractéristiques et exemples

La phase dispersée est celle en plus petite proportion, discontinue et composée d'agrégats de très petites particules en dispersion. Pendant ce temps, on appelle la phase dispersante la phase la plus abondante et la plus continue où se trouvent les particules colloïdales.

Les dispersions sont classées en fonction de la taille des particules formant la phase dispersée, permettant de distinguer trois types de dispersions: les dispersions grossières, les solutions colloïdales et les solutions vraies.

Sur l'image supérieure, on peut voir une phase dispersée hypothétique de particules violettes dans l'eau. En conséquence, un navire rempli de cette dispersion ne montrera aucune transparence à la lumière visible; c'est-à-dire que cela ressemblera à du yaourt liquide pourpre. Le type de dispersions varie en fonction de la taille de ces particules.

Lorsqu'ils sont "grands" (10-7 m), ils parlent de dispersions grossières et ils peuvent sédimenter par l'action de la gravité; solutions colloïdales, si leur taille oscille entre 10-9 m et 10-6 m, ce qui les rend visibles uniquement avec un ultramicroscope ou un microscope électronique; et de vraies solutions, si leurs tailles sont inférieures à 10-9 m, être capable de traverser des membranes.

Les vraies solutions sont donc toutes celles connues, comme le vinaigre ou l’eau sucrée.

Caractéristiques de la phase dispersée

Les solutions constituent un cas particulier des dispersions, présentant un grand intérêt pour la connaissance de la physiochimie des êtres vivants. La plupart des substances biologiques, intracellulaires et extracellulaires, se présentent sous la forme de dispersions.

Mouvement brownien et effet Tyndall

Les particules de la phase dispersée des solutions colloïdales ont une petite taille qui empêche leur sédimentation induite par la gravité. De plus, les particules se déplacent constamment dans un mouvement aléatoire, se heurtant les unes aux autres, ce qui entrave également leur sédimentation. Ce type de mouvement est connu sous le nom de Brownian.

En raison de la taille relativement grande des particules de la phase dispersée, les solutions colloïdales ont un aspect trouble ou même opaque. En effet, la lumière se disperse lorsqu'elle traverse le colloïde, un phénomène connu sous le nom d'effet Tyndall.

Hétérogénéité

Les systèmes colloïdaux sont des systèmes non homogènes, car la phase dispersée est formée de particules de diamètre compris entre 10-9 m et 10-6 m. Pendant ce temps, les particules des solutions ont une taille plus petite, généralement inférieure à 10-9 m.

Les particules de la phase dispersée des solutions colloïdales peuvent traverser le papier filtre et le filtre en argile. Mais ils ne peuvent pas passer par les membranes de dialyse telles que la cellophane, l’endothélium capillaire et le collodion.

Dans certains cas, les particules qui composent la phase dispersée sont des protéines. Lorsqu'elles sont en phase aqueuse, les protéines se replient, laissant la partie hydrophile vers l'extérieur pour une plus grande interaction avec l'eau, par le biais des forces ion-dipolaires ou de la formation de liaisons hydrogène.

Les protéines forment un système réticulaire à l'intérieur des cellules, capables de séquestrer une partie du dispersant. De plus, la surface des protéines sert à unir de petites molécules qui lui confèrent une charge électrique superficielle, ce qui limite l’interaction entre les molécules de protéines, les empêchant ainsi de constituer des caillots responsables de leur sédimentation.

La stabilité

Les colloïdes sont classés en fonction de l'attraction entre la phase dispersée et la phase dispersante. Si la phase de dispersion est liquide, les systèmes colloïdaux sont classés comme des soleils. Ceux-ci sont subdivisés en lyophiles et lyophobes.

Les colloïdes lyophiles peuvent former de vraies solutions et sont thermodynamiquement stables. Par contre, les colloïdes lyophobes peuvent former deux phases, car ils sont instables; mais stable du point de vue cinétique. Cela leur permet de rester dans un état dispersé pendant une longue période.

Des exemples

La phase dispersante et la phase dispersée peuvent se produire dans les trois états physiques de la matière, à savoir solide, liquide ou gazeux.

Normalement, la phase continue ou de dispersion est à l'état liquide, mais on peut trouver des colloïdes dont les composants se trouvent dans d'autres états d'agrégation de matière.

Les possibilités de combiner la phase dispersante et la phase dispersée dans ces états physiques sont de neuf.

Chacun sera expliqué avec quelques exemples respectifs.

Solutions solides

Lorsque la phase dispersante est solide, elle peut être combinée avec une phase dispersée à l'état solide, formant les solutions dites solides.

Des exemples de ces interactions sont: de nombreux alliages d’acier avec d’autres métaux, des gemmes colorées, du caoutchouc renforcé, de la porcelaine et des plastiques pigmentés.

Émulsions solides

La phase dispersante à l'état solide peut être combinée avec une phase liquide dispersée, formant ainsi les émulsions dites solides. Des exemples de ces interactions sont: le fromage, le beurre et la gelée.

Mousses solides

La phase dispersante sous forme solide peut être combinée avec une phase dispersée à l'état gazeux, constituant les mousses dites solides. Des exemples de ces interactions sont l'éponge, le caoutchouc, la pierre ponce et le caoutchouc mousse.

Semelles et gels

La phase dispersante à l'état liquide est combinée à la phase dispersée à l'état solide, formant des sols et des gels. Des exemples de ces interactions sont: le lait de magnésie, les peintures, la boue et le pudding.

Émulsions

La phase dispersante à l'état liquide est combinée à la phase dispersée également à l'état liquide, ce qui donne ce que l'on appelle les émulsions. Exemples de ces interactions: lait, crème pour le visage, vinaigrettes et mayonnaise.

Les mousses

La phase dispersante à l'état liquide est combinée à la phase dispersée à l'état gazeux pour former les mousses. Exemples de ces interactions: crème à raser, crème fouettée et mousse de bière.

Aérosols solides

La phase dispersante à l'état gazeux est combinée à la phase dispersée à l'état solide, ce qui provoque les aérosols dits solides. Des exemples de ces interactions sont: la fumée, les virus, les matières corpusculaires dans l'air, les matières émises par les tuyaux d'échappement des automobiles.

Sprays liquides

La phase dispersante à l'état gazeux peut être combinée à la phase dispersée à l'état liquide, constituant ce que l'on appelle les aérosols liquides. Des exemples de ces interactions sont: le brouillard, la brume et la rosée.

Véritables solutions

La phase dispersante à l'état gazeux peut être combinée à la phase gazeuse à l'état gazeux, formant des mélanges gazeux véritables solutions et non des systèmes colloïdaux. Des exemples de ces interactions sont: l'air et le gaz de l'éclairage.