Solutions liquide-solide

Dans une solution liquide-solide, un solide se dissout jusqu’à atteindre sa limite de solubilité – la quantité maximale de solide pouvant se dissoudre dans un volume liquide donné.

Lorsque cette limite est atteinte, la solution est dite saturée. La dissolution supplémentaire du soluté rend la solution sursaturée.

Pour une solution liquide-solide idéale à l’équilibre, le potentiel chimique du soluté non dissous et dissous est égal.

En considérant le soluté dissous comme un composant d’une solution liquide-liquide, son potentiel chimique peut être exprimé à l’aide de sa fraction molaire.

En combinant ces équations et en réarrangeant l’expression, on obtient la fraction mole du soluté dissous.

Remplacer la différence de potentiel chimique par l’énergie de Gibbs négative de fusion et incorporer les termes d’enthalpie et d’entropie exprime la fraction moculaire dans les paramètres thermodynamiques.

Inclure un terme pour le point de fusion du soluté relie la dissolution à la fusion, car les solutés à points de fusion plus élevés sont moins solubles. Ainsi, l’introduction du point de fusion du soluté sépare les contributions enthalpiques et entropiques à différentes températures.

En supposant une dépendance minimale à la température de l’enthalpie et de l’entropie, on établit l’équation finale pour calculer la solubilité des solides en solutions.