CHIMIE

(*) Dans une solution, les solutés sont
usuellement présents en faible quantité,
contrairement au solvant qui est l’espèce
très largement majoritaire.
doublet
non liant
ou libre
doublet liant
– 2d
+ d
+ d
→
p
Doc. 1 La molécule d’eau est
polaire.
(**) Le debye, de symbole D, est l’unité
de moment dipolaire utilisée en Chimie :
O
H
H
1,00 D ≈ 3,33 . 10 –30 C . m
(***) Les ions en solution aqueuse seront
généralement notés sans la précision (aq)
par souci de simplification.
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+ +
+ +
+ +
Doc. 4 La dislocation du cristal en
ses ions, l’hydratation et la dispersion
de ceux-ci sont les trois étapes
de la dissolution d’un solide ionique
dans l’eau.
+
+
+
+
1 Solutions aqueuses
COURS
L’eau étant le solvant le plus utilisé en Chimie, il est nécessaire de préciser quelques
caractéristiques de ce liquide et de rappeler diverses définitions relatives aux solutions
aqueuses.
1.1 Rappels de quelques définitions
Une solution aqueuse s’obtient en dissolvant un ou plusieurs solutés (*) dans de
l’eau qui constitue le solvant (*) .
La dissolution est un phénomène limité : au-delà d’une certaine quantité ajoutée,
le soluté ne se dissout plus ; on dit alors que la solution est saturée.
La conductivité électrique d’une solution aqueuse est due à la présence d’ions.
L’eau pure a une conductivité électrique très faible. Un électrolyte est un composé
qui, mis en solution dans un solvant, ici l’eau, en accroît la conductivité électrique.
Le chlorure de sodium et le chlorure d’hydrogène sont des électrolytes : leurs
solutions contiennent des ions et constituent des solutions électrolytiques
(cf. annexe 2).
1.2 L’eau : solvant ionisant, solvatant et dispersant
La molécule d’eau est coudée. L’atome d’oxygène étant plus électronégatif que
celui d’hydrogène, la molécule d’eau est polaire (doc. 1) ; son moment dipolaire
est élevé : p(H 2O) = 1,85 D (**) à 20 °C (doc. 2).
L’eau possède également une constante diélectrique élevée, à 20 °C : e r ≈ 80 ;
cela signifie, par exemple, que la force électrostatique entre un anion et un cation
est environ 80 fois plus faible dans l’eau que dans le vide (doc. 3).
Dans l’eau, les ions s’entourent de molécules d’eau : on dit qu’ils sont solvatés ou,
plus précisément ici, hydratés. Le nombre de molécules d’eau entourant un ion est
d’autant plus élevé que celui-ci est petit et fortement chargé (***) .
En assimilant les molécules d’eau à des dipôles électrostatiques, il est possible d’interpréter,
comme nous l’avons vu en classe de Première :
– la dissolution d’un solide ionique (doc. 4),
Équilibres acido-basiques
16
– l’ionisation d’une molécule polaire dans l’eau (doc. 5, page suivante).
solvant
benzène
sulfure de carbone
éther
éthanol
méthanol
eau
glycol
acétone
p(D)
0,00
0,00
1,15
1,70
1,70
1,85
2,30
2,90
er
2,3
2,6
4,4
24,3
32,6
80,0
37,7
20,7
Doc. 2 Moment dipolaire p et
constante diélectrique e r de quelques
solvants.
Le pouvoir ionisant du solvant est
d’autant plus grand que p est élevé et
son pouvoir dissociant croît avec e r .
q > 0 f → f ’
→
•dans le vide :
•dans un solvant :
r
q' < 0
Doc. 3 Loi de Coulomb dans le vide
et dans un solvant de constante
diélectrique e r .
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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