2.3
Énergétique de la formation de solutions
Lorsqu’un soluté et un solvant se mélangent pour former une solution, il existe trois forces principales entre leurs molécules constitutives, ou forces intermoléculaires, à savoir, les attractions entre les molécules de soluté, les attractions entre les molécules de solvant et les attractions entre les molécules de solvant
.Pour qu’un soluté se dissolve dans un solvant, les interactions soluté-soluté entre les particules de soluté doivent être perturbées pour permettre davantage de points d’interaction entre le soluté et les particules de solvant.
Lesinteractions solvant-solvant entre les particules de solvant doivent être perturbées pour permettre aux particules de soluté entre les molécules de solvant.
Les interactions solvant-soluté entre le solvant et les particules de soluté doivent être établies pour que les substances puissent se mélanger.
La mesure dans laquelle un soluté peut se dissoudre dans un solvant dépend de la force de ces trois types d’interactions par rapport les uns aux autres.
Si les interactions solvant-soluté sont suffisamment fortes pour surmonter les interactions soluté-soluté et solvant-solvant, alors le soluté se dissoudra facilement dans le solvant.
La solubilité dépend à la fois des forces intermoléculaires entre les molécules de soluté et de solvant et de la tendance à se mélanger, qui est entraînée par une augmentation de l’entropie du système.
La formation d’une solution ne réduit pas l’énergie potentielle des atomes, mais distribue leur énergie cinétique sur un plus grand volume. Cette dispersion d’énergie augmente l’entropie de chaque phase, faisant de la formation de solutions un processus spontané.
La perturbation des interactions soluté-soluté et solvant-particule solvant nécessite un apport d’énergie pour surmonter les forces d’attraction entre eux, ce qui rend ces étapes de nature endothermique
.Alors que le mélange des particules de soluté et de solvant est une étape exothermique car les interactions attractives entre les particules de soluté et les particules de solvant libèrent de l’énergie.
La variation d’enthalpie nette de la solution est la somme des variations d’enthalpie à chaque étape. Si la variation nette de l’enthalpie est négative, le processus est exothermique, tandis que si la variation nette de l’enthalpie est positive, le processus est endothermique.
La formation d’une solution est un exemple de processus spontané, c’est-à-dire un processus qui se produit dans des conditions spécifiées sans énergie…
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