Solubilité : Quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans un volume donné de solvant à une température et pression données.
- Identifier la quantité maximale de soluté dissoute
- Connaître le volume de solvant utilisé
- Appliquer la formule S = m/V
- Exprimer le résultat dans les unités appropriées
À 20°C, 360 g de NaCl peuvent être dissous dans 1 L d'eau
S = m/V = 360 g / 1 L = 360 g/L
La solubilité est souvent exprimée en g/L ou g/100 mL
360 g/L signifie que 360 grammes de NaCl peuvent être dissous dans 1 litre d'eau à 20°C
La solubilité du chlorure de sodium dans l'eau est de 360 g/L à 20°C, ce qui signifie que 360 grammes de NaCl peuvent être dissous dans 1 litre d'eau à cette température.
• Formule : S = m/V
• Conditions : Température et pression constantes
• Unités : g/L ou g/100 mL
Effet de la température : La plupart des solides voient leur solubilité augmenter avec la température.
Pour la plupart des solides, la solubilité augmente avec la température
S(0°C) = 35.7 g/100g d'eau
S(20°C) = 36.0 g/100g d'eau
S(100°C) = 39.1 g/100g d'eau
La dissolution est souvent endothermique (ΔH > 0)
Augmentation de température favorise la dissolution
Certains composés (comme CaSO₄) voient leur solubilité diminuer avec la température
Les gaz sont généralement moins solubles à haute température
La solubilité de la plupart des solides dans l'eau augmente avec la température car la dissolution est généralement un processus endothermique.
• Général : Solubilité solide ↑ avec T
• Exception : Certains composés
• Gaz : Solubilité ↓ avec T
NaCl : composé ionique très soluble dans l'eau
Saccharose : molécule polaire avec de nombreux groupes OH
I₂ : molécule apolaire
"Similia similibus solvuntur" : substances polaires dissolvent substances polaires
Saccharose > NaNO₃ > NaCl > I₂
Le saccharose est très soluble grâce à ses liaisons hydrogène avec l'eau
I₂ est peu soluble car apolaire dans un solvant polaire
Les composés ioniques sont généralement bien solubilisés par l'eau
La solubilité dépend de la compatibilité entre la polarité du soluté et celle du solvant, expliquant pourquoi le saccharose est plus soluble que le chlorure de sodium.
• "Similia similibus solvuntur" : Polarité compatible
• Interactions : Liaisons H, dipôle-dipôle
• Structure : Influence la solubilité
Solution saturée : Solution en équilibre dynamique avec le soluté non dissous, à concentration maximale.
La concentration du soluté atteint sa valeur maximale
Il y a équilibre entre soluté dissous et soluté précipité
La solution est en équilibre dynamique
Le taux de dissolution = taux de précipitation
Ajouter du soluté ne change pas la concentration
Retirer du solvant concentre la solution (jusqu'à précipitation)
Recristallisation, purification des substances
Prédictions de précipitations
Une solution saturée est en équilibre dynamique avec le soluté non dissous, à concentration maximale déterminée par la solubilité.
• Équilibre dynamique : Dissolution = précipitation
• Concentration constante : Égale à la solubilité
• Précipité présent : Indicateur de saturation
La solubilité des gaz dans les liquides diminue avec la température
La dissolution des gaz est exothermique (ΔH_diss < 0)
Augmenter la température déplace l'équilibre vers le gaz
Les molécules de gaz interagissent faiblement avec le solvant
À haute température, l'énergie cinétique l'emporte
Ébullition des boissons gazeuses à température ambiante
Désoxygénation de l'eau bouillante
Importance pour les organismes aquatiques
La solubilité des gaz dans les liquides diminue avec la température car la dissolution est un processus exothermique.
• Effet inverse : Gaz ≠ solides
• Processus exothermique : ΔH_diss < 0
• Énergie cinétique : Dominante à haute T
- Identification des espèces : Nature ionique, polaire ou apolaire
- Évaluation des forces : Liaisons H, dipôle-dipôle, Van der Waals
- Comparaison des polarités : Compatibilité soluté-solvant
- Étude des conditions : Température, pression
- Calcul de la solubilité : Application de la formule S = m/V
- La solubilité dépend de la compatibilité de polarité
- La plupart des solides sont plus solubles à haute température
- Les gaz sont moins solubles à haute température
- La solution saturée est en équilibre dynamique
- La pression influence la solubilité des gaz
- Solubilité : S = m/V, quantité maximale dissoute
- Saturation : équilibre dynamique, concentration maximale
- Polarité : "similia similibus solvuntur", compatibilité essentielle
- Température : effet inverse pour solides et gaz
- Applications : recristallisation, extraction, purification
