Solubilité

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La solubilité est la capacité d'une substance, appelée soluté, à se dissoudre dans une autre substance, appelée solvant, pour former un mélange homogène appelé solution.

En thermodynamique, la solubilité est une grandeur physique notée s désignant la concentration molaire maximale du soluté dans le solvant, à une température donnée. La solution ainsi obtenue est alors saturée.

Produit de solubilité[modifier | modifier le code]

Définition et expression[modifier | modifier le code]

Le produit de solubilité est - dans le cas d'un composé solide ionique - la constante d'équilibre de la réaction de dissolution . Cette constante est notée Ks(T). Elle ne dépend que de la température T et en général elle augmente avec celle-ci. La solubilité s est fonction de ce produit de solubilité et varie dans le même sens. Considérons la réaction suivante :

{A_{m}B_{n}}_{(s)} \Longleftrightarrow  m.{A^{n+}}_{(aq)} + n.{B^{m-}}_{(aq)}~

Le produit de solubilité Ks est donné par la relation : K_s = (a_{A^{n+}})^{m} \times (a_{B^{m-}})^{n} avec  a_{A^{n+}} et  a_{B^{m-}} activités des espèces ioniques. Aux faibles concentrations on peut confondre activité et concentration. Plus le Ks est faible, plus le produit est insoluble.

Relation entre produit de solubilité et solubilité[modifier | modifier le code]

Considérons la réaction suivante :m1/v1=m2/v2

{A_{m}B_{n}}_{(s)} \Longleftrightarrow  m.{A^{n+}}_{(aq)} + n.{B^{m-}}_{(aq)}~

Avec :

Evolution des concentrations
Temps AmBn mAn+ nBm-
t = 0 c 0 0
t en cours c - s m.s n.s

On a donc :

Ks = [a(An+)]m x [a(Bm–)]n = (m.s)m x (n.s)n = mm x nn x sn x sm

D'où :

La solubilité s d'une solution s'exprime par : s=\left(\frac{K_{s}}{n^{n}\cdot m^{m}}\right)^{\frac{1}{n+m}}

Paramètres influençant la solubilité[modifier | modifier le code]

En général :

  • La polarité ainsi que la présence de liaisons hydrogène dans la molécule influe la dissociation de celle-ci.
  • Quand la température de la solution augmente :
  1. si le soluté est solide, la solubilité augmente ;
  2. si le soluté est gazeux, la solubilité diminue.
  • Quand la pression augmente :
  1. si le soluté est gazeux, la solubilité augmente.
  • La solubilité d'un sel est diminuée si un ion de ce sel est déjà présent dans la solution : on appelle cela l'effet d'ion commun.(Exemple : dissolution de KCl dans une solution où sont déjà introduits les ions Cl-).
  • Le pH peut aussi fortement influencer la solubilité de certains produits[1].

Ces facteurs peuvent agir synergiquement entre eux.

Prédiction de la solubilité par contribution de groupe[modifier | modifier le code]

Les chimistes peuvent estimer l'efficacité d'un mélange en déterminant les paramètres de solubilité du solvant et du soluté, appelés généralement « paramètres d'Hildebrand ». Ces paramètres sont relativement approximatifs et n'ont cessé d'être soumis à diverses améliorations, les plus connues étant les paramètres de Hansen, van Krevelen ou Stefanis.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Grambow B, MICHEL N (2006) Solubilité des solides dans l’eau : propriété de surface ou du solide ? ; Les 6èmes Journées Scientifiques de Marcoule 15 – 19 mai 2006 1/53 Subatech, Nantes

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]