Formation de la solution

Une solution est un mélange homogène de deux composants. Le composant principal est appelé le solvant, tandis que le composant mineur est appelé le soluté. En fonction de l'état physique du solvant, une solution peut être un solide, tel qu'un alliage comme le laiton, gazeux, comme l'air, et liquide, comme une solution saline.

Les solutions liquides peuvent également contenir des gaz ou d'autres liquides mélangés dans un solvant liquide. Si le solvant est de l'eau, la solution est appelée aqueuse. Un soluté dissous dans un solvant autre que l'eau, comme l'iode dans le tétrachlorure de carbone, produit une solution non aqueuse.

Un seul solvant ne peut pas dissoudre tous les solutés. Le sel se dissoudra dans l'eau, mais l'huile se séparera. Ainsi, le sel est dit soluble, tandis que l'huile est insoluble dans l'eau.

La solubilité est la quantité maximale de soluté qui se dissoudra dans une quantité donnée de solvant à une certaine température. La solubilité dépend à la fois des forces intermoléculaires entre les molécules du soluté et du solvant et de la tendance à se mélanger, qui est motivée par une augmentation de l'entropie du système. L'entropie est une mesure thermodynamique de la dispersion d'énergie ou du désordre.

Un processus se produit spontanément lorsqu'il y a une augmentation de l'entropie totale. Considérons deux gaz séparés par une barrière. Si la barrière est levée, les deux gaz se mélangent spontanément en une seule solution unique et homogène.

À basse pression et température modérée, il n'y a pas de forces intermoléculaires significatives entre leurs molécules constitutives. Ainsi, les gaz se comportent comme des gaz parfaits. Ici, la formation d'une solution ne diminue pas l'énergie potentielle des atomes mais leur énergie cinétique peut maintenant être répartie sur un volume plus important.

Cette dispersion d'énergie augmente l'entropie de chacun des gaz, ce qui rend la formation de la solution un processus spontané.