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Concept
Solubilité
Résumé
vignette|La réaction de précipitation, effectuée à partir d'une solution ou d'une suspension, forme un précipité et un liquide surnageant, observés ici dans un tube à essai.
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. La dissolution désigne ce processus.
En thermodynamique, la solubilité massique est une grandeur physique notée s désignant la concentration massique maximale du soluté dans le solvant, à une température donnée. La solution ainsi obtenue est alors saturée. De même, la solubilité molaire est la concentration molaire maximale du soluté dans le solvant à une température donnée. La solubilité massique s'exprime en g/L, et la solubilité molaire s'exprime en mol/L.
Produit de solubilité
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 pour les solides et diminue pour les gaz. La solubilité s est fonction du produit de solubilité et varie dans le même sens.
Soit la réaction suivante :
Le produit de solubilité Ks est donné par la relation : avec et , les activités des espèces ioniques. Aux faibles concentrations, on peut confondre activité et concentration.
Plus le K est faible, moins la substance est soluble.
Soit la réaction suivante : m1/v1=m2/v2
avec :
Donc :
K = [a(An+)]m · [a(Bm–)]n = (m·s)m · (n·s)n = mm · nn · sm · sn
D'où :
La solubilité s d'une substance s'exprime par :
En général :
la polarité ainsi que la présence de liaisons hydrogène au sein d'une molécule influent sur la dissociation de celle-ci ;
quand la température de la solution augmente :
si le soluté est solide, la solubilité augmente ou diminue en fonction de son enthalpie de dissolution,
si le soluté est un liquide, la solubilité augmente avec la température,
si le soluté est gazeux, la solubilité diminue ;
quand la pression augmente :
si le soluté est gazeux, la solubilité augmente,
sur le point particulier de la solubilité des gaz dans l'eau, voir la Loi de Henry ;
la solubilité d'un sel est diminuée si un ion de ce sel est déjà présent dans la solution : c'est l'effet d'ion commun ( dissolution de KCl dans une solution où sont déjà introduits les ions Cl) ;
le pH peut aussi fortement influencer la solubilité de certaines substances.
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