Cohésion des solides ioniques et moléculaires

 

 

I. Les états de la matière

1. L'état solide

A l'état solide, les molécules ou les ions sont rangées dans l'espace de manière ordonnée, à des distances moyennes constantes et faibles.

 

2. L'état liquide

A l'état liquide, les molécules ou les ions sont en contact mais en mouvement constant. Les distances qui les séparent sont plus grandes que dans le cas du solide.

 

3. L'état gazeux.

A l'état gazeux, les molécules ou les ions sont très éloignés les un des autres et en mouvement constant.

 

4. Solide ionique, solide moléculaire

Définitions :

*    Un solide ionique est constitué d’un empilement régulier d’anions et de cations dans l’espace.

*    Un solide moléculaire est constitué d’un empilement régulier de molécules dans l’espace.

 

II. Transferts thermiques

1. Température et agitation thermique

La température est due à l'agitation thermique, c'est à dire au mouvement des particules (molécules ou ions) qui constituent le système.

Remarque: Si la température T augmente, alors l’agitation thermique augmente.

 

2. Mécanisme du transfert thermique:

Lorsque deux corps de températures différentes sont en contact, le corps le plus froid reçoit de l’énergie du corps le plus chaud par transfert thermique. La température du corps chaud diminue et la température du corps froid augmente.

Lorsque Tcorps chaud = Tcorps froid, les deux objets sont à l'équilibre thermique.

 

3. Transfert thermique et changement d’état

Un changement d'état a lieu à température constante. Cette température reste constante tant que les deux états sont simultanément présents.

Si un corps pur reçoit de l’énergie par transfert thermique, alors, il passe d’un état plus ordonné à un état moins ordonné (solide, liquide, gaz). IL cède de l’énergie dans le cas contraire.

Définition : On appelle énergie molaire de changement d’état l’énergie reçue ou cédée par une mole de corps pur transformé.

 

III. Cohésion des solides ioniques

1. Structure d’un cristal ionique

Un solide ionique cristallin est un solide constitué d’ion de charge positive (cations) et d’ions de charge négative (anions) qui sont disposés de façon ordonnée.

La maille de chlorure de sodium

Remarque : un solide ionique est électriquement neutre et contient globalement autant de charges positives que de charges négatives.

Exemple : le fluorure de calcium Ca F 2 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbGaamOramaaBaaaleaacaaIYaaabeaaaaa@3B93@  contient un ion calcium C a 2+ MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbWaaWbaaSqabeaacaaIYaGaey4kaScaaaaa@3BAB@  pour deux ions fluorure F MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadAeadaahaaWcbeqaaiabgkHiTaaaaaa@3A17@ .

 

2. La cohésion du cristal

L’ensemble des interactions électrostatiques existant entre les ions du cristal ionique assurent sa cohésion.

 

IV. Polarités des molécules

1. Électronégativité d'un élément.

L'électronégativité d'un élément est la tendance d'un atome de cet élément à attirer le doublet d'une liaison covalente dans laquelle il est engagé.

*    L'électronégativité des éléments augmente lorsqu'on se déplace de gauche à droite dans une période (ligne) du tableau périodique des éléments.

*    L'électronégativité des éléments augmente lorsqu'on se déplace de bas en haut dans une famille (colonne) du tableau périodique des éléments.

 

Polarisation de la liaison covalente de la molécule HCl

Le doublet de la liaison est attiré par le chlore plus électronégatif que l’hydrogène.

2. Polarisation des liaisons

Lorsqu’une liaison covalente implique deux atomes d’électronégativités différentes, les électrons mis en commun dans la liaison sont attirés par l’atome le plus électronégatif. La liaison est alors dite polarisée.

 

3. Caractère polaire d’un solvant

a. Cas de la molécule d'eau

Un bâton de verre frotté avec un drap attire les molécules d'eau.

L'électronégativité de l'oxygène est plus forte que celle de l'hydrogène. Les liaisons O MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbbjxAHXgarmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqefqvATv2CG4uz3bIuV1wyUbqee0evGueE0jxyaibaieYdf9irVeeu0dXdh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqaaeaadaabauaaaOqaaerbwvMCKfMBHbacgaqcLbuaqaaaaaaaaaWdbiaa=rbiaaa@3C35@ H de la molécule d'eau sont polarisées comme si l'oxygène portait une charge électrique négative ( 2δ MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiabgkHiTiaaikdacqaH0oazaaa@3B80@  ) et chaque hydrogène portait une charge électrique positive ( +δ MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiabgUcaRiabes7aKbaa@3AB9@  ).

L’eau est un solvant polaire

 

b. Caractère polaire d’un solvant

Le caractère polaire ou non d'une molécule dépend de la présence de liaisons polarisées et de la géométrie de la molécule.

Lorsque les charges partielles créées par les liaisons polarisées d'une molécule ne s'annulent pas globalement du fait de sa géométrie, cette molécule est dite polaire.

Une molécule qui n'est pas polaire est dite apolaire.

 

Remarque : Cas des solvants organiques

Un solvant organique dont les molécules comportent un atome très électronégatif N, 0, F ou Cl est généralement polaire. Les solvants hydrogénocarbonés (uniquement constitués d'atomes de carbone et d'hydrogène) sont considérés comme apolaires car les électronégativités du carbone et de l'hydrogène sont très proches.

 

La structure de la glace
Les molécules d’eau sont maintenues en place par des liaisons hydrogène (en jaune

V. Cohésion des solides moléculaires

Remarque : Les interactions qui assurent la cohésion des solides moléculaires sont plus faibles que celles qui assurent la cohésion des solides ioniques.

 

1. Interactions de Van der Waals

II existe des interactions entre les molécules non chargées qui assurent la cohésion des solides moléculaires. Elles sont appelées interactions de Van der Waals et sont d'autant plus importantes que les molécules sont volumineuses.

Les interactions de Van der Waals sont de type électrostatique (par influence) et se manifestent à courte distance; les valeurs des forces sont faibles.

 

2. Liaison hydrogène

Il existe des forces d'interactions entre les molécules d'eau dont les valeurs sont  plus fortes que celles des forces d'interactions de Van der Walls. Ces interactions sont modélisées par des liaisons appelées liaisons hydrogène.

VI. Dissolution d’un solide ionique

1. Rôle du solvant

La dissolution d’un solide ionique s’effectue en deux étapes :

*    Destruction du cristal par les molécules d’eau (sous l’action des forces électriques).

*    Solvatation des ions. Les ions sont entourés d’un cortège de molécules de solvant qui les isole les uns des autres. Lorsque le solvant est l'eau  la solvatation est appelée hydratation. Les ions hydratés sont notés avec le symbole (aq) en indice, par exemple: N a (aq) + MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaad6eacaWGHbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacqGHRaWkaaaaaa@3E2F@  ou C a (aq) 2+ MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacaaIYaGaey4kaScaaaaa@3EE0@ .

Hydratation d’un cation et d’un anion par des molécules d’eau

 

2. Equation de dissolution

Soit A B (s) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadgeacaWGcbWaaSbaaSqaaiaacIcacaWGZbGaaiykaaqabaaaaa@3C3C@  un solide ionique constitué de cations A + MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadgeadaahaaWcbeqaaiabgUcaRaaaaaa@3A07@  et d’anions B MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadkeadaahaaWcbeqaaiabgkHiTaaaaaa@3A13@ . L’équation de dissolution dans l’eau du solide A B (s) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadgeacaWGcbWaaSbaaSqaaiaacIcacaWGZbGaaiykaaqabaaaaa@3C3C@  s’écrit :

A B (s) A (aq) + + B (aq) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadgeacaWGcbWaaSbaaSqaaiaacIcacaWGZbGaaiykaaqabaGccqGHsgIRcaWGbbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacqGHRaWkaaGccqGHRaWkcaWGcbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacqGHsislaaaaaa@493F@

 

Exemple : L’équation de dissolution dans l’eau du fluorure de calcium Ca F 2(s) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbGaamOramaaBaaaleaacaaIYaGaaiikaiaadohacaGGPaaabeaaaaa@3DE4@  s’écrit :

Ca F 2(s) C a (aq) 2+ +2 F (aq) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbGaamOramaaBaaaleaacaaIYaGaaiikaiaadohacaGGPaaabeaakiabgkziUkaadoeacaWGHbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacaaIYaGaey4kaScaaOGaey4kaSIaaGOmaiaaykW7caWGgbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacqGHsislaaaaaa@4ED6@

 

3. Concentration des ions en solutions

Soit X une espèce ionique en solution.

Définition : On appelle concentration molaire de l’espèce X en solution la quantité :

[X]= n(X) V  avec { n(X): quantité de matière de l'espèce X en solution (en mol) V: volume de solution (en L) [X]: concentration molaire de l'ion Xen solution (en mol .L -1 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=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@CB42@

 

4. Exemple : dissolution du fluorure de calcium: relations entres les concentrations

Soit n la quantité de fluorure de calcium dissout dans un volume V de solution. La concentration de la solution s’écrit c= n V MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadogacqGH9aqpdaWcaaqaaiaad6gaaeaacaWGwbaaaaaa@3BFE@

La conservation de la matière lors de la dilution peut être illustrée par le tableau suivant:

Equation de dissolution

Ca F 2(s) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbGaamOramaaBaaaleaacaaIYaGaaiikaiaadohacaGGPaaabeaakiabgkziUcaa@3FDB@

C a (aq) 2+ + MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeacaWGHbWaa0baaSqaaiaacIcacaWGHbGaamyCaiaacMcaaeaacaaIYaGaey4kaScaaOGaey4kaScaaa@3FCC@

2 F (aq) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaikdacaaMc8UaamOramaaDaaaleaacaGGOaGaamyyaiaadghacaGGPaaabaGaeyOeI0caaaaa@3F93@

État du système)

avancement

 

Avant dissolution

x=0 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbbjxAHXgarmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqefqvATv2CG4uz3bIuV1wyUbqee0evGueE0jxyaibaieYdf9irVeeu0dXdh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqaaeaadaabauaaaOqaaiaadIhacqGH9aqpcaaIWaaaaa@3A89@

n

0 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaicdaaaa@38EC@

0 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaicdaaaa@38EC@

Après dissolution

x max MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbbjxAHXgarmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqefqvATv2CG4uz3bIuV1wyUbqee0evGueE0jxyaibaieYdf9irVeeu0dXdh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqaaeaadaabauaaaOqaaiaadIhadaWgaaWcbaGaciyBaiaacggacaGG4baabeaaaaa@3BC9@

n x max MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaad6gacqGHsislcaWG4bWaaSbaaSqaaiGac2gacaGGHbGaaiiEaaqabaaaaa@3E0F@

x max MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadIhadaWgaaWcbaGaciyBaiaacggacaGG4baabeaaaaa@3C2E@

2 x max MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaikdacaaMc8UaamiEamaaBaaaleaaciGGTbGaaiyyaiaacIhaaeqaaaaa@3E75@

 

Dans l’état final, le solide ionique est entièrement dissocié et n x max =0 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaad6gacqGHsislcaWG4bWaaSbaaSqaaiGac2gacaGGHbGaaiiEaaqabaGccqGH9aqpcaaIWaaaaa@3FD9@  soit x max =n MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadIhadaWgaaWcbaGaciyBaiaacggacaGG4baabeaakiabg2da9iaad6gaaaa@3E32@ .

Or { [C a 2+ ]= x max V [ F ]= 2 x max V MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaamaaceaaeaqabeaacaGGBbGaam4qaiaadggadaahaaWcbeqaaiaaikdacqGHRaWkaaGccaGGDbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaWG4bWaaSbaaSqaaiGac2gacaGGHbGaaiiEaaqabaaakeaacaWGwbaaaaqaaiaacUfacaWGgbWaaWbaaSqabeaacqGHsislaaGccaGGDbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIYaGaamiEamaaBaaaleaaciGGTbGaaiyyaiaacIhaaeqaaaGcbaGaamOvaaaaaaGaay5Eaaaaaa@4EF1@ . On en déduit { [C a 2+ ]= n V [ F ]= 2n V MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaamaaceaaeaqabeaacaGGBbGaam4qaiaadggadaahaaWcbeqaaiaaikdacqGHRaWkaaGccaGGDbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaWGUbaabaGaamOvaaaaaeaacaGGBbGaamOramaaCaaaleqabaGaeyOeI0caaOGaaiyxaiabg2da9maalaaabaGaaGOmaiaad6gaaeaacaWGwbaaaaaacaGL7baaaaa@48C9@  et { [C a 2+ ]=c [ F ]=2c MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaamaaceaaeaqabeaacaGGBbGaam4qaiaadggadaahaaWcbeqaaiaaikdacqGHRaWkaaGccaGGDbGaeyypa0Jaam4yaaqaaiaacUfacaWGgbWaaWbaaSqabeaacqGHsislaaGccaGGDbGaeyypa0JaaGOmaiaadogaaaGaay5Eaaaaaa@46DD@

 

Remarque : Une solution ionique est électriquement neutre. En reprenant l’exemple précédent, on peut écrire :

[ F ]=2×[C a 2+ ] MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaacUfacaWGgbWaaWbaaSqabeaacqGHsislaaGccaGGDbGaeyypa0JaaGOmaiabgEna0kaacUfacaWGdbGaamyyamaaCaaaleqabaGaaGOmaiabgUcaRaaakiaac2faaaa@44FD@ .

 

VII. Dissolution d’un composé moléculaire

Les solides moléculaires peuvent aussi se dissoudre dans des solvants.

L'interaction entre les molécules de solvant et de soluté est alors une interaction de Van der Waals, et éventuellement une interaction par liaison hydrogène.

*    Si un solide moléculaire est formé de molécules polaires, il est très soluble dans un solvant polaire.

*    S'il est formé de molécules apolaires, il est très soluble dans un solvant apolaire.