Chimie des solutions

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La chimie des solutions est la branche de la chimie qui s'intéresse à toutes les réactions en solution. La solution peut être par exemple aqueuse ou organique.

Étendue du domaine étudié[modifier | modifier le code]

L'étude des solutions est un très vaste domaine. Pour le cerner, il faut considérer ce qu'on appelle « solution ». La chimie des solutions s'intéresse plus particulièrement aux solutions solides et liquides mais surtout liquides, avec le cas des solutions aqueuses qui a été étudié depuis longtemps. Dans le cas des solutions liquides, on étudie par exemple :

  • les interactions soluté - solvant et le rôle du solvant dans ces interactions ;
  • les propriétés physiques de la solution (points de solidification/évaporation) ;
  • la solubilité des solutés et leur processus de dissolution ;
  • l'électrolyse du solvant et des solutés.

Réactions en solutions aqueuses[modifier | modifier le code]

Ces réactions font intervenir un échange de particules dans un couple de donneur / accepteur[1].

Lorsque les particules échangées sont des électrons, une réaction d'oxydoréduction a lieu. Elle est caractérisée par un potentiel d'oxydoréduction.

Réaction d'oxydoréduction
Particule échangée Électron (e-)
Donneur Réducteur
Accepteur Oxydant
Potentiel d'oxydoréduction E fonction du potentiel standard E0

Lorsque les particules échangées sont des ions ou des molécules, des réactions acido-basiques, de complexation ou de précipitation ont lieu. Elles sont caractérisées par leur concentration ou par leur cologarithme décimal de concentration.

Réaction acido-basique Réaction de complexation Réaction de précipitation
Particule échangée Proton (H+) Ligand : ion ou molécule polaire Ion (anion ou cation)
Donneur Acide Donneur de ligand[2] Précipité[1]
Accepteur Base Accepteur de ligand[2] Ion (cation ou anion)
Cologarithme décimal de concentration en H+ : pH fonction du pKa avec Ka constante d'acidité en donneur : fonction du pKf avec Kf constante de formation[3]
ou
en accepteur : fonction du pKf avec Kf constante de dissociation[4]
en anion ou en cation : fonction du pKs avec Ks produit de solubilité

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Chimie générale, Jean Le Hir, Annick Bécam et Julien Lalande, Masson, 1996, (ISBN 9782225849138), page 166
  2. a et b Équilibres de complexation
  3. Formation constant, IUPAC Gold BOOK
  4. Stability constant, IUPAC Gold Book