Effet de la température : L'augmentation de température augmente l'énergie cinétique des molécules, accélérant la dissolution.
- Identifier la nature du soluté (ionique, moléculaire)
- Évaluer l'effet thermique de la dissolution
- Relier l'énergie cinétique aux interactions moléculaires
- Prévoir l'effet de la température
Augmentation de température ⇒ augmentation de l'énergie cinétique
Les molécules se déplacent plus rapidement
Plus de collisions entre soluté et solvant
Meilleure séparation des molécules de soluté
Pour la plupart des solides, S ↑ avec T
S(sucre) : 204 g/L à 20°C → 288 g/L à 60°C
Le sucre se dissout plus rapidement dans l'eau chaude
Plus de sucre peut être dissous à haute température
La dissolution du sucre est plus rapide à haute température car l'énergie cinétique accrue des molécules facilite la séparation des molécules de soluté et leur interaction avec le solvant.
• Énergie cinétique : ↑ avec T
• Collisions : Plus fréquentes à haute T
• Solubilité : Généralement ↑ avec T
Effet de l'agitation : L'agitation favorise le transport des molécules de soluté vers le solvant et maintient l'homogénéité.
Formation d'une zone saturée autour du soluté
La diffusion est lente
Transport des molécules dissoutes loin du soluté
Apport de solvant frais au soluté
Élimination de la zone de saturation locale
Maintien d'un gradient de concentration
Vitesse de dissolution plus élevée
Temps pour atteindre la saturation réduit
L'agitation accélère la dissolution en évitant la formation d'une zone saturée autour du soluté et en renouvelant le solvant au contact du soluté.
• Transport : Renouvelle le solvant
• Gradient : Maintient la différence de concentration
• Vitesse : ↑ avec agitation
Plus le soluté est divisé, plus la surface exposée est grande
Poudre a une surface beaucoup plus grande que morceau
Plus grande surface ⇒ plus de contacts simultanés
Plus de molécules peuvent interagir en même temps
Vitesse de dissolution proportionnelle à la surface de contact
v ∝ S
Le sucre en poudre se dissout plus rapidement que en morceaux
Les médicaments en poudre agissent plus rapidement
La poudre de sucre se dissout plus rapidement que les morceaux car elle offre une surface de contact plus grande avec le solvant.
• Surface : Plus grande ⇒ plus rapide
• Contact : Propor tionnel à la surface
• Vitesse : v ∝ S
Effet de la concentration : La vitesse de dissolution diminue à mesure que la concentration du soluté augmente.
Initialement, gradient élevé entre soluté solide et solution
Vitesse de dissolution maximale
Au fur et à mesure de la dissolution, [soluté] ↑
Gradient de concentration ↓
Vitesse de dissolution ↓ et vitesse de précipitation ↑
À saturation : v_dissolution = v_précipitation
Vitesse nette de dissolution = 0
Solution saturée atteinte
La vitesse de dissolution diminue au fur et à mesure que la concentration du soluté augmente, jusqu'à atteindre un équilibre dynamique à saturation.
• Gradient : Plus faible ⇒ vitesse ↓
• Équilibre : Dynamique à saturation
• Vitesse nette : → 0 à saturation
Les gaz ont un comportement opposé aux solides
Leur solubilité ↓ avec T
Dissolution des gaz est exothermique
Augmenter T déplace l'équilibre vers le gaz
Loi de Henry : S = k_H·P
↑P ⇒ ↑S pour les gaz
Boissons gazeuses : pression élevée pour dissoudre CO₂
Eau bouillante : dégazage
La dissolution des gaz est opposée à celle des solides : elle diminue avec la température mais augmente avec la pression selon la loi de Henry.
• Inverse solides : S ↓ avec T
• Exothermique : Dissolution des gaz
• Loi de Henry : S = k_H·P
- Identification des paramètres : Température, agitation, surface, concentration
- Évaluation de l'effet de chaque paramètre : Positif ou négatif
- Prédiction de la vitesse : En fonction des conditions
- Optimisation des conditions : Pour vitesse maximale
- La vitesse de dissolution ↑ avec la température pour les solides
- La vitesse ↑ avec la surface de contact
- La vitesse ↑ avec l'agitation
- La vitesse ↓ à mesure que la concentration augmente
- Les gaz ont un comportement inverse aux solides
- Température : ↑T ⇒ ↑v_dissolution pour solides
- Surface : ↑S ⇒ ↑v_dissolution
- Agitation : ↑agitation ⇒ ↑v_dissolution
- Concentration : ↑[soluté] ⇒ ↓v_dissolution
- Gaz : comportement inverse aux solides
