Souen- C’est une bonne question. Il s’avère facile de donner une réponse à quelqu’un qui a étudié un peu de mécanique statistique, mais je vais essayer de donner une réponse qui ne suppose pas ce genre de bagage.
Le sel (ou d’autres solutés, comme le sucre) peut facilement se dissoudre dans l’eau liquide. Cependant, sortir le soluté de l’eau et le mettre dans la phase gazeuse (air) nécessite beaucoup d’énergie. À des températures proches du point d’ébullition de l’eau, ces solutés restent dans le liquide.
Maintenant, la pression totale dans le liquide et l’air à la frontière sont les mêmes- sinon l’un pousserait l’autre dans un espace plus petit. Une partie de la pression dans le liquide provient des solutés, pas de l’eau. Ainsi, la pression due à l’eau seule est réduite par rapport à celle de l’eau pure à la même température. La pression de vapeur, c’est-à-dire la pression de la vapeur d’eau qui resterait en équilibre avec le liquide, est réduite d’autant à cause des solutés. (J’ai un peu simplifié et approximé ici, car la pression ne se décompose pas tout à fait en parties distinctes dues au sel et à l’eau.)
L’eau bout lorsque la pression de vapeur de l’eau devient aussi grande que la pression de l’atmosphère. À ce moment-là, les bulles de vapeur dans l’eau peuvent se développer. Il faut chauffer davantage le liquide contenant des solutés pour que la pression de vapeur qu’il contient soit égale à la pression atmosphérique, de sorte que son point d’ébullition est plus élevé.
Un argument très similaire explique pourquoi les solutés abaissent également le point de congélation. Puisque les solutés sont presque complètement exclus du solide (comme du gaz), ils stabilisent le liquide. Une recherche sur ce site vous permettra de trouver des réponses sur la congélation de l’eau salée.
Mike W. (et Tom J.)
(publié le 22/10/2007)