Métastabilité
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La métastabilité est la capacité pour un état d'être stable cinétiquement mais pas thermodynamiquement. La transformation menant à l'état stable est relativement lente, voire nulle. Si on représente un système physico-chimique par son énergie potentielle, un état métastable sera caractérisé par un état qui correspond à un pseudo-minimum d'énergie. Pour que le système puisse atteindre l'état d'énergie minimale correspondant à l'état d'équilibre thermodynamique, il faut lui fournir une quantité d'énergie appelée énergie d'activation ( voir le schéma explicatif ci-contre).
[modifier] Exemples en chimie
À la température ambiante, le diamant est métastable car la transformation vers l'état stable carbone graphite est extrêmement lente. À plus hautes températures, la vitesse de transformation de phase serait augmentée et le diamant se transformerait plus rapidement en graphite car la cinétique chimique de transformation augmente avec la température. En revanche, l'obtention de diamant à partir de carbone graphite n'est possible qu'à haute température (plusieurs milliers de degrés) et sous haute pression (plusieurs dizaines de milliers de bar). En général les diamants naturels se forment à la limite du Manteau (Terre) lors d'un phénomène de subduction.
Autre exemple, la Martensite est, à température ambiante, une phase métastable des aciers car elle possède une structure de haute température. On la stabilise par une trempe qui permet de conserver cette structure, caractérisée par une dureté élevée (acier trempé).
[modifier] Exemples en physique
L'eau en surfusion (exemple : brouillards givrants). Des gouttelettes d'eau pure en suspension dans un air lui aussi très pur ne gèlent pas à 0 °C. Elles demeurent liquides jusqu'à - 39 °C. Cet état dit de surfusion cesse brutalement dès que la goutte entre en contact avec un corps étranger (y compris un cristal de glace, le sol ou tout autre objet) ou quand la température baisse en deçà de
- 39 °C.
Autre exemple, pour un isotope radioactif, l'état d'instabilité est caractérisé par la période radioactive de désintégration qui est plus ou moins longue: de quelques minutes à plusieurs siècles, voire des millions d'années. Exemple le Technétium radioactif (utilisé en imagerie médicale: scintigraphie) a une période de 6 heures.
