Phase

Une phase est une partie matériellement homogène d’un système, caractérisée par une composition et un état physique uniformes à l’échelle considérée. Elle est séparée d’une autre phase par une interface. Une phase peut être solide, liquide ou gazeuse, mais « phase » et « état de la matière » ne sont pas synonymes : deux liquides non miscibles constituent deux phases du même état physique.

Systèmes homogènes et hétérogènes

Une solution d’un sel entièrement dissous dans l’eau forme habituellement une seule phase liquide. Un mélange d’eau et d’huile au repos en forme deux. Une suspension contient une phase continue, souvent liquide, et une phase dispersée constituée de particules ; la limite entre phases reste alors microscopique. Des bulles dans l’eau ou des cristaux dans une saumure saturée ajoutent également une phase distincte.

La composition d’une phase peut comprendre plusieurs substances. Le terme aqueux désigne une phase dont l’eau est le solvant principal, sans signifier qu’elle est chimiquement pure. Dans les sédiments, les filtres et les tissus biologiques, phases aqueuse, minérale, organique et gazeuse peuvent coexister et échanger des solutés.

Équilibre et transformations

La température, la pression et la composition déterminent les phases stables. Une transition de phase transforme par exemple un liquide en gaz ou un solide en liquide. À l’équilibre, plusieurs phases peuvent coexister, comme l’eau liquide et sa vapeur ; leurs compositions peuvent différer tout en restant constantes dans le temps. Hors équilibre, une interface se déplace lors d’une dissolution, d’une précipitation, d’une évaporation ou d’un dégazage.

Cette notion aide à décrire le devenir de l’oxygène, des contaminants et des nutriments dans un milieu aquatique. Une substance dissoute dans la phase aqueuse, adsorbée sur des particules ou présente dans une phase huileuse n’a ni la même mobilité ni la même biodisponibilité. La méthode d’échantillonnage et de séparation choisit donc implicitement la ou les phases analysées.