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12.1:

Formation de la solution

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Chemistry
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Solution Formation

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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.

12.1:

Formation de la solution

Il n’y a pas un seul solvant qui peut dissoudre tous les types de solutés. Certaines substances qui se dissolvent facilement dans un certain solvant peuvent être insolubles dans un autre solvant. Une façon simple de prévoir quelles substances se dissolvent dans quel solvant est l’expression “ le semblable dissout le semblable ”. Cela signifie que les substances polaires, comme le sel et le sucre, se dissolvent dans une substance polaire comme l’eau. En revanche, les substances apolaires sont plus solubles dans les solvants apolaires comme le tétrachlorure de carbone.

Cette solubilité sélective s’explique par les forces intermoléculaires entre les molécules de soluté et entre les molécules de solvant et celles entre les molécules de soluté et de solvant en solution. Des forces intermoléculaires plus intenses entre les molécules de soluté et les molécules de solvant assurent une plus grande solubilité du soluté dans le solvant. Les interactions ioniques et les liaisons hydrogène qui maintiennent généralement les solutés polaires ensemble ne peuvent être surmontées que par d’autres forces intenses, comme les attractions dipôle-dipôle entre les molécules de soluté polaire et les molécules de solvant polaire.

Les forces de dispersion entre les solutés apolaires sont surmontées principalement par les forces de dispersion entre les molécules de soluté apolaires et les molécules de solvant apolaires et elles ne sont pas assez fortes pour rompre les interactions polaires. Bien que les substances apolaires comme l’iode et le dioxyde de carbone puissent se dissoudre dans l’eau, leur solubilité est limitée.

Une solution doit être homogène, c’est-à-dire avoir une apparence uniforme et la même concentration du soluté dans tout le solvant. Considérez un sirop de sucre et de l’eau pure qui sont dans le même réservoir mais séparés par une barrière. Lorsque la barrière est retirée, les liquides se mélangent spontanément pour former une solution homogène. Ce phénomène est appelé l’équilibrage de la concentration.