La chimie des solutions. Chimie 11 chapitre 8

Transcription

1 La chimie des solutions Chimie 11 chapitre 8

2 Définitions La chimie des solutions étudie les réactions qui se produisent dans les solutions. Une solution est un mélange homogène d'un solvant (substance en quantité majoritaire) et d'un ou plusieurs solutés (substances en quantités minoritaires). Une solution peut être liquide (l'eau de mer), gazeuse (l'air) ou solide (l'acier) Chimie 11 - chapitre 8 2

3 Solubilité d'un soluté La dissolution ou solvatation est l'action de dissoudre le soluté dans le solvant. La solubilité d'un soluté est la quantité maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans 1 litre de solvent selon des conditions précises de température. Elle s'exprime en g/l ou en mol/l Chimie 11 - chapitre 8 3

4 Solubilité d'un soluté La solubilité dépend de la température et de la nature du solvant Si s > 0.1 g/l, le soluté est dit soluble Si s < 0.1 g/l. Le soluté est dit peu soluble Chimie 11 - chapitre 8 4

5 Saturation d'une solution Une solution est saturée si le solvant a dissout autant de soluté que possible Présence de soluté non dissout Une solution est insaturée si on peut y ajouter du soluté qui sera dissout Chimie 11 - chapitre 8 5

6 Le dipôle Un dipôle est une séparation des charges au sein de le molécule Il résulte en une polarisation de la molécule Il peut être temporaire ou permanent Une molécule est dite polaire si : sa forme géométrique est assymétrique. elle possède un dipôle permanent. Ex : la molécule d'eau est polaire Chimie 11 - chapitre 8 6

7 L'électronégativité ou capacité d'un atome à voler des électrons à un autre atome Chimie 11 - chapitre 8 7

8 Géométrie des molécules Chimie 11 - chapitre 8 8

9 Les forces inter et intramoléculaires Les forces intramoléculaires sont les forces qui maintiennent les atomes ensemble à l'intérieur d' une molécule. Liaisons ioniques ou covalentes Les forces intermoléculaires sont les forces qui agissent entre les molécules. Elles interviennent par exemple dans les changements de phase : températures d'ébullition, de fusion Chimie 11 - chapitre 8 9

10 Les forces de Van der Waals Les forces intermoléculaires sont appelées forces de Van der Waals Les forces intermoléculaires sont moins fortes que les forces intramoléculaires Chimie 11 - chapitre 8 10

11 Les forces intermoléculaires Les forces intermoléculaires se distinguent en trois catégories : Les forces de Keesom ou dipôle-dipôle : intéractions entre deux dipôles permanents Les forces de Debye ou dipôle-dipôle induit : interactions entre un dipôle permanent et un dipôle induit Les forces de London ou forces de dispersion : interactions entre deux dipôles temporaires Chimie 11 - chapitre 8 11

12 Les forces de Keesom Les forces de Keesom ou dipôle-dipôle : ce sont des intéractions entre deux dipôles permanents elles agissent entre les molécules polaires. plus le dipôle est fort, plus la force est élevée Chimie 11 - chapitre 8 12

13 La liaison hydrogène Un cas partiulier de force de Keesom est la liaison hydrogène : H est attaché par une liaison covalente à N, O ou F (qui sont très électronégatifs). Création d'un puissant dipôle permanent Chimie 11 - chapitre 8 13

14 Les forces de Debye Les forces de Debye ou dipôle-dipôle induit : ce sont des intéractions entre un dipôle permanent et un dipôle induit le dipôle induit est créé par un ion ou une molécule polaire Chimie 11 - chapitre 8 14

15 Les forces de London Les forces de London ou forces de dispersion : ce sont des intéractions entre un dipôle induit et un dipôle induit elles s'appliquent à des molécules non polaires le mouvement des électrons créent des dipôles instantanés elles augmentent avec la masse molaire Chimie 11 - chapitre 8 15

16 Conséquences Deux substances qui ont des forces intermoléculaires de type et de grandeur similaires sont susceptibles d'être solubles l'une dans l'autres Chimie 11 - chapitre 8 16

17 Solvants et solutés Une molécule polaire sera plus soluble dans un solvant polaire que dans un solvant apolaire Une molécule apolaire sera plus soluble dans un solvant apolaire que dans un solvant polaire "Qui se ressemble, s'assemble" Chimie 11 - chapitre 8 17

18 Conductivité des solutions La solution est conductrice lorsque des ions peuvent transporter les électrons d'une électrode à l'autre Chimie 11 - chapitre 8 18

19 Solutions ioniques Une solution ionique est une solution qui contient des ions. Elle est conductrice d'électricité Une solution moléculaire est une solution qui ne contient pas d'ions Chimie 11 - chapitre 8 19

20 Composition des solutions ioniques Un composé formé d'un métal et d'un non-métal va produire des ions en solution : FeCl 3 à Fe Cl - Un composé formé d'un non-métal et d'un nonmétal va produire une solution moléculaire Ceci est vrai en particulier pour les composés organiques (composés à base de carbone) comme le glucose, C 12 H 22 O 11. exception : les acides organiques comme l'acide acétique, CH 3 COOH Chimie 11 - chapitre 8 20

21 Concentration des ions Rappel : la concentration ou molarité est le ratio entre le nombre de moles et le volume concentration= nombre de moles volume Chimie 11 - chapitre 8 21

22 Exemple Quelle est la concentration des ions chlorure dans une solution de chlorure d'aluminium, AlCl 3 de concentration 0,25 M? Chimie 11 - chapitre 8 22

23 Exemple Quelle est la concentration de chaque type d'ions dans une solution obtenue en mélangeant 50,0 ml de AlBr 3 de concentration 0,240 M et 25,0 ml de CaBr 2 de concentration 0,300 M? Chimie 11 - chapitre 8 23