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Concept
Produit de solubilité
Résumé
Le produit de solubilité est la constante d'équilibre correspondant à la dissolution d'un solide dans un solvant.
On considère la dissolution d'un solide ionique de formule XY.
La dissolution est décrite par la réaction suivante :
En utilisant la loi d'action de masse, on obtient la formule :
avec a(X) l'activité de l'espèce X.
Le composé ionique étant un solide pur, son activité est égale à 1. Les activités des ions dans un milieu aqueux correspondent à leurs concentrations exprimées en moles par litre (), divisées par une concentration de référence C = 1 .
Le produit de solubilité est :
Voici quelques exemples de valeurs numériques du produit de solubilité dans l'eau, par ordre de solubilité décroissante :
La valeur du produit de solubilité dépend de la température. De façon générale, elle croît avec la température.
Le produit de solubilité est un rapport de concentrations. C'est donc un nombre sans dimension, qui s'exprime sans unité. Il s'agit d'une constante thermodynamique intervenant dans la loi d'action de masse.
Il n'est cependant pas rare que par abus, le produit de solubilité soit noté comme un produit de concentrations, en omettant les concentrations de référence C pour simplifier l'écriture. Cet abus de notation demeure malgré tout erroné car il pose un problème d'homogénéité.
Le bromure de cuivre se dissout dans l'eau suivant l'équilibre suivant :
Soit s la solubilité du bromure de cuivre dans l'eau pure. On considère une solution d'eau pure de volume . La dissolution de moles de CuBr donne x moles de Cu et x moles de Br. En considérant que le volume de solution ne varie pas au cours de la réaction, on peut décrire la situation de la manière suivante :
Le produit de solubilité du bromure de cuivre s'écrit :
Donc
La masse molaire du bromure de cuivre est
La solubilité massique du bromure de cuivre est
Le carbonate d'argent se dissout suivant l'équilibre :
On considère une solution d'eau pure de volume et note s la solubilité du carbonate d'argent dans l'eau pure. On pose .
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