Dissolution et dissolution limitée | Physique-Chimie Seconde

La dissolution est le processus par lequel un soluté (substance dissoute) se disperse uniformément dans un solvant (généralement l'eau) pour former une solution homogène.

1. Le soluté entre en contact avec le solvant
2. Les molécules de solvant entourent les particules de soluté
3. Les particules de soluté se dispersent dans le solvant
4. Une solution homogène se forme

• Compatibilité chimique entre soluté et solvant
• Température adéquate (généralement plus chaude favorise la dissolution)
• Agitation pour favoriser le contact
• Surface de contact importante (grains fins)

Lorsque vous dissolvez du sel (chlorure de sodium NaCl) dans l'eau, les ions Na⁺ et Cl⁻ se dispersent uniformément dans l'eau pour former une solution saline.

Le sucre (saccharose C₁₂H₂₂O₁₁) se dissout dans l'eau sans se transformer chimiquement. Les molécules de saccharose se dispersent dans le solvant.

Certains composés se dissocient en ions lors de la dissolution. Par exemple, le sulfate de cuivre (CuSO₄) se dissocie en ions Cu²⁺ et SO₄²⁻.

Les gaz comme le dioxyde de carbone (CO₂) peuvent se dissoudre dans l'eau pour former des boissons gazeuses.

La dissolution limitée signifie qu'il existe une quantité maximale de soluté pouvant se dissoudre dans un volume donné de solvant à une température donnée.

Une solution est saturée lorsqu'elle contient la quantité maximale de soluté dissous possible. Si on ajoute davantage de soluté, il ne se dissout plus et reste en excès.

• Au début : tout le sel se dissout
• Avec plus de sel : la solution devient de plus en plus concentrée
• À un certain point : le sel cesse de se dissoudre
• La solution est alors saturée

Généralement, l'augmentation de la température favorise la dissolution des solides dans les liquides. Les molécules de solvant ont plus d'énergie cinétique, ce qui facilite la séparation des particules de soluté.

L'agitation permet un meilleur contact entre le soluté et le solvant, accélérant ainsi le processus de dissolution.

Des particules plus fines offrent une surface de contact plus grande avec le solvant, ce qui augmente la vitesse de dissolution.

Le principe "similia similibus solvuntur" (les semblables dissolvent les semblables) indique que les substances polaires se dissolvent dans des solvants polaires (comme l'eau) et les substances apolaires dans des solvants apolaires.

La solubilité d'une substance est la concentration maximale de cette substance dans une solution saturée à une température donnée. Elle s'exprime souvent en g/L ou en mol/L.

• Chlorure de sodium (sel) : 360 g/L
• Saccharose (sucre) : 2000 g/L
• Sulfate de cuivre : 320 g/L
• Nitrate de potassium : 316 g/L

Volume de solution = 100 mL = 0,100 L

Masse de sel dissoute = 20 g

Concentration obtenue = 20 g / 0,100 L = 200 g/L

Solubilité du sel = 360 g/L

Concentration obtenue = 200 g/L

Comme 200 g/L < 360 g/L, la dissolution est complète.

Tout le sel se dissout dans l'eau, la solution n'est pas saturée.

Volume de solution = 100 mL = 0,100 L

Solubilité du sel = 360 g/L

Masse maximale dissolvable = 360 g/L × 0,100 L = 36 g

Masse totale de sel = 50 g

Masse dissoute = 36 g

Masse non dissoute = 50 g - 36 g = 14 g

Seuls 36 g de sel se dissolvent, la solution est saturée, et 14 g de sel restent non dissous.

Généralement, la solubilité des solides dans les liquides augmente avec la température. Lorsque la température augmente, les molécules de solvant ont plus d'énergie, ce qui permet de dissocier plus efficacement les particules de soluté.

• Le café se prépare avec de l'eau chaude pour mieux dissoudre le café moulu
• Le sucre se dissout plus facilement dans l'eau chaude que froide
• Les cristaux de sucre se forment dans les sirops refroidis

À 80°C : solubilité = 480 g/L

Masse dissoute = 400 g/L

Comme 400 g/L < 480 g/L, la dissolution est complète à 80°C.

À 20°C : solubilité = 380 g/L

Masse présente = 400 g/L

Comme 400 g/L > 380 g/L, la solution devient saturée.

Masse dissoute à 20°C = 380 g/L

Masse initiale = 400 g/L

Masse précipitée = 400 g/L - 380 g/L = 20 g/L

En refroidissant à 20°C, 20 g de sucre par litre précipiteront sous forme solide.

• Processus de dispersion uniforme d'un soluté dans un solvant
• Résulte en une solution homogène
• Dépend de la compatibilité entre soluté et solvant

• Il existe une quantité maximale de soluté dissolvable
• Une solution saturée ne peut dissoudre plus de soluté
• Excès de soluté reste en phase solide

• Concentration maximale dans une solution saturée
• Dépend de la température
• S'exprime en g/L ou mol/L

• Température (généralement plus élevée = plus soluble)
• Agitation (favorise la dissolution)
• Taille des particules (plus fines = plus rapide)
• Nature des substances (compatibilité)