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Concept
Solvatation
Résumé
vignette|Un ion sodium solvaté par des molécules d'eau.
La solvatation est le phénomène physico-chimique observé lors de la dissolution d'une substance chimique dans un solvant.
Lors de l'introduction d'une espèce chimique initialement à l'état solide (sous forme de cristal ou amorphe), liquide ou gazeux dans un solvant, les atomes, ions ou molécules de l'espèce chimique se dispersent dans la solution et interagissent avec les molécules de solvant. Cette interaction s'appelle la solvatation. Elle est de différente nature suivant le soluté et le solvant et recouvre des phénomènes aussi différents que des interactions ion-dipôle (soluté : Na+, solvant : eau), des liaisons hydrogène (soluté alcool, solvant eau) ou des liaisons de van der Waals (soluté méthane, solvant cyclohexane).
Quand le soluté est en phase condensée (liquide ou solide), la solvatation entre dans le bilan énergétique qui met en jeu la séparation des molécules ou des ions dans le soluté avant sa dispersion dans le solvant. Le soluté ne se dissout que si les interactions soluté-solvant compensent la perte des interactions soluté-soluté et solvant-solvant du fait de la dissolution :
soit par réaction chimique ;
soit en affaiblissant suffisamment les liaisons (par exemple, l'eau divise les forces électrostatiques par environ 80).
Pour que la dissolution ait lieu, il faut que les molécules du solvant aient suffisamment d'affinité avec celles du soluté.
D'un point de vue microscopique, si les molécules du solvant entourent le soluté, c'est que les interactions solvant-soluté sont suffisamment stables. Cette organisation de la molécule de soluté entourée de molécules de solvant participe à la structuration de la solution.
Du point de vue macroscopique, la dissolution met en jeu deux types d'énergie :
une enthalpie de dissolution, bilan des liaisons rompues (soluté-soluté et solvant-solvant) et des liaisons formées (soluté-solvant) ;
une entropie de dissolution, résultant du désordre dû à la dispersion du soluté dans le solvant, et de l'ordre créé avec la structuration du solvant (c'est-à-dire la solvatation).
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