Impureté

Définition

L'impureté est un élément qui est entré dans la composition d'un matériau lors de sa production en tant qu'additif indésirable. L'impureté rend une substance sale, impure, ou de qualité inférieure parce qu'elle est mélangée à une autre substance. Ainsi, elle est le reste d'une substance, un résidu, un scorie, dont la séparation ne présente aucun intérêt. L'impureté est la qualité ou l'état d'être impur.

Une impureté dans un élément :

L'impureté (signalée en bleu) est une particule indésirable dans un composé.

Par exemple, l'impureté de l'eau, sous forme de matière particulaire, est un risque pour la santé (eau non potable) : il faut filtrer les liquides pour en ôter les impuretés.

Explications

Les impuretés sont naturelles ou ajoutées lors de la synthèse d'un produit chimique ou commercial. Pendant la production, les impuretés peuvent être volontairement, accidentellement, inévitablement, vraies ou ajoutées en arrière-plan. Le niveau d'impuretés dans un matériau est généralement défini en termes relatifs. Il s'agit d'une substance ou d'un ensemble de substances étrangères à un corps ou à une matière qui sont mélangées à celui-ci et qui altèrent, dans certains cas, certaines de ses qualités.

Les niveaux d'impuretés dans un matériau sont généralement définis en termes relatifs. Diverses organisations ont établi des normes qui tentent de définir les niveaux autorisés de diverses impuretés dans un produit fabriqué. Strictement parlant, le niveau de pureté d'un matériau ne peut être défini que comme plus ou moins pur qu'un autre matériau; par exemple l'eau pure est identifiée par sa non pollution.

✅ Les reins éliminent les impuretés du sang. Les impuretés de pétrole sont éliminées dans les raffineries.

Les impuretés sont soit naturelles, soit ajoutées lors de la synthèse d'un produit chimique ou commercial. Pendant la production, des impuretés peuvent être volontairement, accidentellement, inévitablement ou accidentellement ajoutées à la substance.

Impuretés destructives

Les impuretés peuvent être destructives lorsqu'elles gênent le fonctionnement du matériau. Les exemples incluent les cendres et les débris dans les métaux et les morceaux de feuilles dans des papiers blancs vierges. L'élimination des impuretés se fait généralement par voie chimique. Par exemple, dans la fabrication du fer, du carbonate de calcium est ajouté au haut fourneau pour éliminer le dioxyde de silicium du minerai de fer. Le raffinage par zone est une méthode économiquement importante pour la purification des semi-conducteurs.

Cependant, certains types d'impuretés peuvent être éliminés par des moyens physiques. Un mélange d'eau et de sel peut être séparé par distillation, avec de l'eau comme distillat et du sel comme résidu solide. Les impuretés sont généralement physiquement éliminées des liquides et des gaz. L'élimination des particules de sable du minerai métallique en est un exemple avec les solides.

Quelle que soit la méthode utilisée, il est généralement impossible de séparer complètement une impureté d'un matériau. La raison pour laquelle il est impossible d'éliminer complètement les impuretés est de nature thermodynamique et est prédite par la deuxième loi de la thermodynamique. Éliminer complètement les impuretés signifie réduire à zéro l'entropie du système. Cela nécessiterait une quantité infinie de travail et d'énergie, comme le prévoit la deuxième loi de la thermodynamique. Ce que les techniciens peuvent faire, c'est augmenter la pureté d'un matériau à 100 %, autant que possible ou économiquement réalisable.

Impuretés et nucléation

Lorsqu'un liquide impur est refroidi jusqu'à son point de fusion, le liquide qui subit une transition de phase cristallise autour des impuretés et devient un solide cristallin. S'il n'y a pas d'impuretés, le liquide est dit pur et peut être surfondu en dessous de son point de fusion sans devenir un solide. Cela intervient parce que le liquide n'a pas de condensation pour que le solide ne puisse pas former un solide cristallin naturel. Le solide finit par se former lors de l'arrêt dynamique ou de la transition vitreuse, mais il forme un solide amorphe - un verre, car il n'ya pas d'ordre à longue portée dans la structure.

Les impuretés jouent un rôle important dans la nucléation d'autres transitions de phase. Par exemple, la présence d'éléments étrangers peut avoir des effets importants sur les propriétés mécaniques et magnétiques des alliages métalliques. Les atomes de fer dans le cuivre provoquent le célèbre effet Kondo, dans lequel l'électron de conduction tourne forme un état magnétique lié à l'atome d'impureté. Les impuretés magnétiques dans les supraconducteurs peuvent servir de sites de génération pour les défauts de vortex. Les défauts ponctuels peuvent nucléer des domaines inversés dans les aimants ferromagnétiques et affecter considérablement leur coercivité. En général, les impuretés peuvent servir de points d'initiation pour les transitions de phase car le coût énergétique de la création d'un domaine de taille finie d'une nouvelle phase est plus faible en cas de défaut ponctuel. Pour que le noyau d'une nouvelle phase soit stable, il doit atteindre une taille critique. Cette taille de seuil est souvent inférieure sur un site d'impuretés.

En rapport avec "impureté"

• alcalinité résiduelle calcite

  

  Une alcalinité résiduelle calcite est un paramètre qui exprime la différence entre les moles charge de carbonates et celles de calcium.

• boue résiduaire

  

  La boue résiduaire désigne le mélange de solides et d'eau qui est enlevé d'un décanteur ou qui s'accumule au fond d'unités d'élevage.

• cendre

  

  Une cendre est la portion d'un échantillon subsistant après combustion (à une température pouvant aller jusque 500 °C) jusqu'à ce que le résidu soit exempt...

• eau résiduaire

  

  Une eau résiduaire domestique est une eau mêlée de déchets résultant de l'usage de l'eau dans le fonctionnement d'un ménage, c'est-à-dire les eaux usées...