Partager:
Les 6 facteurs affectant la solubilité principale
Les principaux facteurs qui affectent la solubilité ce sont la polarité, l'effet de l'ion commun, la température, la pression, la nature du soluté et les facteurs mécaniques.
La solubilité est la capacité d'un produit chimique solide, liquide ou gazeux (appelé soluté) à se dissoudre dans un solvant (généralement un liquide) et à former une solution.
La solubilité d'une substance dépend principalement du solvant utilisé, ainsi que de la température et de la pression. La solubilité d'une substance dans un solvant particulier est mesurée par la concentration de la solution saturée.
Une solution est considérée comme saturée lorsque l'ajout de soluté supplémentaire n'augmente plus la concentration de la solution.
Le degré de solubilité varie largement en fonction des substances, de l’infiniment soluble (complètement miscible), tel que l’éthanol dans l’eau, à peu soluble, tel que le chlorure d’argent dans l’eau. Le terme "insoluble" est souvent appliqué aux composés peu solubles (Boundless, S.F.).
Certaines substances sont solubles en toutes proportions avec un solvant donné, tel que l'éthanol dans l'eau, cette propriété est connue sous le nom de miscibilité.
Dans diverses conditions, la solubilité à l'équilibre peut être surmontée pour donner une solution appelée sursaturée (solubilité, S.F.).
Principaux facteurs affectant la solubilité
1- Polarité
Dans la plupart des cas, les solutés se dissolvent dans des solvants ayant une polarité similaire. Les chimistes utilisent un aphorisme populaire pour décrire cette caractéristique des solutés et des solvants: "les dissolvants similaires se ressemblent".
Les solutés non polaires ne se dissolvent pas dans les solvants polaires et vice versa (Educating online, S.F.).
2- Effet de l'ion commun
L'effet ionique commun est un terme qui décrit la diminution de la solubilité d'un composé ionique lorsqu'un sel contenant un ion qui existe déjà dans l'équilibre chimique est ajouté au mélange.
Cet effet est mieux expliqué par le principe du Châtelier. Imaginez si le composé ionique légèrement soluble du sulfate de calcium, CaSO4, il est ajouté à l'eau. L'équation ionique nette pour l'équilibre chimique résultant est la suivante:
CaSO4 (s) aCa2 + (aq) + SO42- (aq)
Le sulfate de calcium est légèrement soluble. En équilibre, la majeure partie du calcium et du sulfate existe sous forme solide de sulfate de calcium.
Supposons que le composé ionique soluble, le sulfate de cuivre (CuSO4) a été ajouté à la solution. Le sulfate de cuivre est soluble; Par conséquent, son seul effet important dans l’équation ionique nette est l’ajout de plus d’ions sulfates (SO42-).
CuSO4 (s) uCu2 + (aq) + SO42- (aq)
Des ions sulfate sulfate de cuivre dissociés sont déjà présents (communs) dans le mélange provenant de la légère dissociation du sulfate de calcium.
Par conséquent, cette addition d'ions sulfate met l'accent sur l'équilibre précédemment établi.
Le principe du Chatelier stipule que l'effort supplémentaire de ce côté du produit d'équilibre entraîne un changement d'équilibre vers le côté des réactifs pour atténuer cette nouvelle tension.
En raison du changement du côté réactif, la solubilité du sulfate de calcium légèrement soluble est encore réduite (Erica Tran, 2016).
3- température
La température a un effet direct sur la solubilité. Pour la plupart des solides ioniques, l'augmentation de la température augmente la vitesse à laquelle la solution peut être réalisée.
À mesure que la température augmente, les particules du solide se déplacent plus rapidement, ce qui augmente les chances qu’elles interagissent avec davantage de particules de solvant. Cela se traduit par une augmentation de la vitesse à laquelle une solution se produit.
La température peut également augmenter la quantité de soluté pouvant être dissoute dans un solvant. En règle générale, plus la température augmente, plus les particules de soluté se dissolvent.
Par exemple, lorsque du sucre de table est ajouté à l'eau, il est facile de trouver une solution. Lorsque cette solution est chauffée et que du sucre continue à être ajouté, on constate que de grandes quantités de sucre peuvent être ajoutées à mesure que la température continue à augmenter.
La raison en est que lorsque la température augmente, les forces intermoléculaires peuvent se dégrader plus facilement, ce qui permet d'attirer davantage de particules de soluté dans les particules de solvant.
Il existe d'autres exemples, cependant, où l'augmentation de la température a très peu d'effet sur la quantité de soluté peut être dissoute.
Le sel de table est un bon exemple: vous pouvez dissoudre presque la même quantité de sel de table dans l’eau glacée que dans l’eau bouillante.
Pour tous les gaz, à mesure que la température augmente, la solubilité diminue. La théorie moléculaire cinétique peut être utilisée pour expliquer ce phénomène.
À mesure que la température augmente, les molécules de gaz se déplacent plus rapidement et peuvent s'échapper du liquide. La solubilité du gaz diminue alors.
En observant le graphique ci-dessous, le gaz ammoniac, NH3, montre une forte diminution de la solubilité que la température augmente, alors que tous les solides ioniques présentent une solubilité accrue lorsque la température augmente (CK-12 Foundation, SF) .
4- pression
Le second facteur, la pression, affecte la solubilité d'un gaz dans un liquide mais jamais un solide qui se dissout dans un liquide.
Lorsqu'une pression est appliquée à un gaz qui est au-dessus de la surface d'un solvant, le solvant gaz se déplace vers et reprendre une partie des espaces entre les particules du solvant.
Un bon exemple est la soude carbonatée. La pression est appliquée pour forcer les molécules de CO2 dans la soude. Le contraire est également vrai. Lorsque la pression du gaz diminue, la solubilité de ce gaz diminue également.
Lorsqu'une boîte de boisson gazeuse est ouverte, la pression dans le soda est abaissée, de sorte que le gaz commence immédiatement à sortir de la solution.
Le dioxyde de carbone stocké dans la soude est libéré et vous pouvez voir l'effervescence à la surface du liquide. Si vous laissez une canette de soda ouverte pendant un certain temps, vous remarquerez peut-être que la boisson devient plate à cause de la perte de dioxyde de carbone.
Ce facteur de pression de gaz est exprimé dans la loi de Henry. la loi de Henry indique que, à une température donnée, la solubilité d'un gaz dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz sur le liquide.
Un exemple de la loi de Henry se produit en plongée. Lorsqu'une personne est immergée dans une eau profonde, la pression augmente et davantage de gaz se dissolvent dans le sang.
Alors que l'immersion escalade en eau profonde, le plongeur doit revenir à la surface de l'eau à une vitesse très lente pour permettre à tous les gaz dissous à venir sang très lentement.
Si une personne monte trop rapidement, une urgence médicale peut survenir en raison des gaz qui laissent le sang trop vite (Papapodcasts, 2010).
5- Nature du soluté
La nature du soluté et du solvant et la présence d'autres composés chimiques dans la solution affectent la solubilité.
Par exemple, vous pouvez dissoudre une plus grande quantité de sucre dans l'eau que le sel dans l'eau. Dans ce cas, on dit que le sucre est plus soluble.
L'éthanol dans l'eau est complètement soluble entre eux. Dans ce cas particulier, le solvant sera le composé en plus grande quantité.
La taille du soluté est également un facteur important. Plus les molécules de soluté sont grandes, plus leur poids moléculaire et leur taille sont élevés. Il est plus difficile pour les molécules de solvant d’entourer des molécules plus grandes.
Si tous les facteurs mentionnés ci-dessus sont exclus, une règle générale peut être trouvée que les plus grosses particules sont généralement moins solubles.
Si la pression et la température sont les mêmes que entre deux solutés de même polarité, qui a des particules plus petites sont généralement plus solubles (Facteurs influençant la solubilité, S.F.).
6- facteurs mécaniques
A la différence de la vitesse de dissolution, qui dépend principalement de la température, la vitesse de recristallisation dépend de la concentration du soluté à la surface de la maille cristalline, si est favorisée quand une solution est immobile.
Par conséquent, l'agitation de la solution évite cette accumulation, maximisant la dissolution. (pointes de saturation, 2014).
Références
- (S.F.). Solubilité. Récupéré de boundles.com.
- CK-12 Foundation. (S.F.). Facteurs influant sur la solubilité. Extrait de ck12.org.
- Éduquer en ligne. (S.F.). Facteurs affectant la solubilité. Récupéré de solubilityofthings.com.
- Erica Tran, D. L. (2016, 28 novembre). Solubilité et facteurs affectant la solubilité. Extrait de chem.libretexts.org.
- Facteurs influant sur la solubilité. (S.F.). Extrait de sciencesource.pearsoncanada.ca.
- (2010, 1er mars). Facteurs influant sur la solubilité, partie 4. Récupéré de youtube.com.
- Solubilité. (S.F.). Récupéré de chemed.chem.purdue.ed.
- pointes de saturation. (2014, 26 juin). Récupéré de la chimie libretex.org.