RÉACTION EN SURFACE
Un grand nombre de corps solides baignant dans une phase susceptible de réagir avec le solide est l’objet d'actions de surface. Les réactions de surface sont très importantes avec les corps très divisés donc doués d’une grande surface.
a) Lorsqu'il y a réaction chimique proprement dite, on peut observer les différents cas suivants :
1. Le produit de cette réaction de surface se sépare du solide, donnant lieu à une diminution progressive de celui-ci; on est en présence d’une véritable dissolution chimique : c’est le cas de l'attaque du sodium par l’eau, de l’attaque d’un métal dans certaines substances acides ou salines, de la combustion du carbone, etc.
2. Le produit de la réaction adhère au solide mais permet le passage de l’agent de réaction et sa perméabilité permet à la réaction de se poursuivre.
3. Le produit de la réaction adhère au solide et le protège en supprimant le contact solide-réactif. La réaction s'arrête alors : c’est le cas de la passivation de certains métaux par les acides oxygénés concentrés et de l'oxydation de l'aluminium à l’air.
La combustion du carbone avec l’oxygène est une réaction de surface et les si importantes mesures de réactivités des carbones et des charbons sont des études cinétiques de la réaction (1).
4. Le produit de la réaction demeure à la surface où il réagit à son
S HENRY BRUSSET
tour ultérieurement en libérant la surface, sans perte de corps solide : c’est le cas en particulier des réactions intermédiaires dans la catalyse hétérogène qui donnent naissance à des composés de surface à courte vie.
Il est d’ailleurs assez difficile de distinguer ce cas du précédent pour un grand nombre de phénomènes ; et il est fort probable qu'il existe des cas intermédiaires entre ces deux types extrêmes d'effets de surface.
Dans le cas des réactions de surface, la masse même du solide demeure inaltérée tant au point de vue de sa composition chimique qu’au point de vue de sa structure. Ce qui montre bien que la masse même n’a pas pris part à la réaction.
Par contre, le rôle de la surface est scuvent facilement montré par l’inflence des facteurs étendue et état de la surface sur différentes caractéristiques de la réaction, parmi lesquelles la vitesse.
b) Il existe un cas où la réaction de surface, au lieu d’entraîner la production d’un composé défini, se borne à une fixation superficielle d’un corps par une liaison beaucoup plus fragile que la liaison de covalence ; il y a alors adsorption. Cette fixation en surface d'un corps étranger joue un très grand rôle dans la catalyse hétérogène et tout particulièrement dans les propriétés du carbone qui est susceptible de prendre des états très divisés ; l’adsorption par le carbone divisé présente une grande importance d’où l'emploi industriel des carbones divisés (charbons actifs, charbons décolorants, etc...).
De plus, les phénomènes d'adsorption jouent un très grand rôle dans les colloïdes ; ainsi s'expliquent certains phénomènes de teinture. Enfin, on explique la constitution d’un bon nombre de solutions colloïdales, de colloïdes minéraux, comme formée de particules composées d’un très petit cristal de métal ou d'oxyde peptisé par une couche ionisée de corps adsorbés (ainsi l'acide stannique est formé de petits cristaux de SnO, peptisés par des ions stanniques).
c) Il arrive que le solide, sans donner lieu à une réaction chimique, se disperse dans la phase environnante. C’est la dissolution d’un sel dans l’eau, du sucre dans l’eau, d’un cristal de naphtaline dans de l'essence, etc., très analogue à la sublimation d’un solide dans un gaz (iode, etc.). Là encore le solide restant n’est nullement modifié dans sa masse. Il disparaît par action de surface.
