La solubilité en chimie
Définition
La solubilité est une mesure de la quantité de soluté qui peut se dissoudre dans une quantité donnée de solvant pour former une solution stable. Elle est généralement exprimée en grammes de soluté pour 100 grammes de solvant. La solubilité varie en fonction de la température, de la pression et de la nature du soluté et du solvant.
Exemples de solubilité
Les exemples courants de solubilité sont les suivants
Sel dans l'eau : Le sel de table (chlorure de sodium) se dissout facilement dans l'eau, ce qui donne des solutions salines.
Le sucre dans le thé : Le sucre se dissout dans le thé chaud, sucrant uniformément la boisson.
Le dioxyde de carbone dans le soda : Le dioxyde de carbone se dissout dans les boissons gazeuses sous pression, ce qui leur confère leur caractère pétillant.
L'éthanol dans l'eau : L'éthanol se mélange complètement à l'eau, créant une solution homogène utilisée dans diverses applications.
Solubilité de matériaux courants
Voici un tableau indiquant la solubilité de certains matériaux courants dans l'eau :
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Matière |
Solubilité dans l'eau (à 25°C) |
Description |
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Chlorure de sodium (NaCl) |
357 g/L |
Très soluble, se dissocie en ions Na⁺ et Cl-. |
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Sucre (Sucrose) |
2000 g/L |
Extrêmement soluble, forme une solution sucrée. |
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Éthanol (C₂H₅OH) |
Complètement miscible |
Forme une solution homogène dans n'importe quel rapport avec l'eau. |
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Oxygène (O₂) |
8,3 mg/L |
Faible solubilité, diminue avec l'augmentation de la température. |
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Dioxyde de carbone (CO₂) |
1,7 g/L |
La solubilité augmente avec la pression et diminue avec la température. |
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Chlorure de calcium (CaCl₂) |
745 g/L |
Très soluble, utilisé pour le dégivrage. |
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Nitrate de potassium (KNO₃) |
1320 g/L |
Très soluble, utilisé dans les engrais. |
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Sulfate de cuivre (CuSO₄) |
29,6 g/L |
Modérément soluble, forme une solution bleue. |
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Carbonate de calcium (CaCO₃) |
0,001 g/L |
Très peu soluble, responsable de la dureté de l'eau. |
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Huile (huile végétale) |
Insoluble |
Ne se dissout pas dans l'eau en raison de son caractère non polaire. |
Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).
Facteurs affectant la solubilité
Plusieurs facteurs influencent la solubilité d'une substance :
Température
En général, la solubilité des solides dans les liquides augmente avec la température, tandis que la solubilité des gaz diminue à mesure que la température augmente.
La pression
La pression affecte principalement la solubilité des gaz ; l'augmentation de la pression accroît la solubilité des gaz dans les liquides.
Nature du soluté et du solvant
Les solutés polaires ont tendance à bien se dissoudre dans les solvants polaires, tandis que les solutés non polaires se dissolvent mieux dans les solvants non polaires, selon le principe "qui se ressemble s'assemble".
Présence d'autres substances
La présence d'autres substances dissoutes peut affecter la solubilité par le biais d'effets ioniques communs ou en modifiant les propriétés du solvant.
Applications de la solubilité
- Produits pharmaceutiques: affecte l'absorption et la biodisponibilité des médicaments ; les médicaments doivent être solubles dans les fluides corporels pour être efficaces.
- Sciences de l'environnement: La solubilité détermine la façon dont les polluants se répandent dans les masses d'eau et influe sur la qualité de l'eau.
- Traitement de l'eau: Utilisé pour dissoudre les désinfectants et les produits chimiques pour purifier l'eau.
- Industrie alimentaire: Affecte la façon dont les ingrédients tels que le sucre et le sel se dissolvent dans les aliments et les boissons.
- Génie chimique: Il joue un rôle clé dans des processus tels que la cristallisation, la distillation et l'extraction.
- Réactions chimiques: La solubilité influence la vitesse et l'efficacité des réactions dans les solutions.
- Agriculture: détermine la disponibilité des nutriments dans le sol et l'efficacité des engrais.
- Cosmétiques: garantit que les ingrédients tels que les parfums et les conservateurs se dissolvent correctement dans les produits.
- Carburant: affecte la façon dont les additifs se mélangent au carburant pour une performance optimale.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce que la solubilité ?
La solubilité est la capacité d'une substance à se dissoudre dans un solvant, formant un mélange homogène.
Comment la température affecte-t-elle la solubilité ?
L'augmentation de la température accroît généralement la solubilité des solides dans les liquides, mais diminue la solubilité des gaz.
Pourquoi la pression affecte-t-elle la solubilité des gaz ?
Une pression plus élevée force davantage de molécules de gaz à pénétrer dans le solvant, ce qui augmente leur solubilité.
Que signifie l'expression "ce qui est semblable se dissout comme"?
Cela signifie que les solutés polaires se dissolvent bien dans les solvants polaires et que les solutés non polaires se dissolvent bien dans les solvants non polaires.
La présence d'autres substances peut-elle affecter la solubilité ?
Oui, d'autres substances dissoutes peuvent diminuer ou augmenter la solubilité d'un soluté par le biais de diverses interactions.
