La dissolution
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• reconnaître le solvant, le soluté et la solution dans un mélange ;
• dire si un solide, un liquide ou un gaz est soluble dans un solvant donné ;
• reconnaître deux liquides miscibles ou non miscibles ;
• classer une dissolution : exothermique, endothermique ou athermique.
Prérequis : les états physiques de la matière ; mélange homogène et mélange hétérogène.
Situation de départ
On ouvre une bouteille de limonade : des bulles apparaissent et montent. Dans un aquarium, les poissons respirent sans jamais sortir la tête de l'eau. À Sfax ou à Monastir, de grands bassins d'eau de mer laissent, en été, des tas de sel blanc.
D'où viennent les bulles, le dioxygène des poissons et le sel ? Tous ces exemples cachent le même phénomène : la dissolution.
I. Solvant, soluté et solution
1. Une expérience simple
Dans un bécher contenant de l'eau, on ajoute une cuillerée de sucre en poudre et on agite. Peu à peu, les grains de sucre disparaissent : on ne les voit plus, même à la loupe. Pourtant, le sucre est toujours là : l'eau a un goût sucré.
Le mélange obtenu est homogène : on ne distingue qu'une seule phase. On dit que le sucre s'est dissous dans l'eau.
• La dissolution est le phénomène au cours duquel un corps se disperse dans un liquide en formant un mélange homogène.
• Le solvant est le liquide dans lequel se fait la dissolution.
• Le soluté est le corps qui se dissout (il peut être solide, liquide ou gazeux).
• La solution est le mélange homogène formé par le solvant et le soluté dissous.
• Quand le solvant est l'eau, la solution est dite aqueuse.
On entend souvent « le sucre fond dans l'eau » : c'est faux. La fusion est le passage de l'état solide à l'état liquide d'un corps pur, sous l'effet de la chaleur. Le sucre qui disparaît dans l'eau froide ne fond pas, il se dissout.
2. La masse se conserve
Le soluté n'a pas disparu : il est dispersé dans le solvant. Si l'on pèse le solvant et le soluté avant le mélange, puis la solution après, on trouve la même masse totale :
On dissout 12 g de sel dans 200 g d'eau. La masse de l'eau salée obtenue est m = 200 + 12 = 212 g. Si l'on fait ensuite évaporer toute l'eau, on récupère les 12 g de sel.
3. L'eau n'est pas le seul solvant
Une tache de graisse, de peinture ou de vernis à ongles ne part pas à l'eau : l'eau ne dissout pas ces corps. On l'enlève avec de l'acétone, de l'essence de térébenthine ou un diluant : ces liquides sont aussi des solvants.
L'alcool iodé, utilisé pour désinfecter les plaies, est une solution de diiode (le soluté) dans l'alcool (le solvant) : ce n'est pas une solution aqueuse.
II. Peut-on tout dissoudre ?
1. Cas des solides
Dans quatre béchers contenant chacun 100 mL d'eau, on ajoute une cuillerée de sel, de sucre, de semoule et de poudre de fer, puis on agite.
Observations
| Solide ajouté | Mélange obtenu | Conclusion |
|---|---|---|
| sel de cuisine | homogène | le sel est soluble dans l'eau |
| sucre | homogène | le sucre est soluble dans l'eau |
| semoule | hétérogène (grains visibles) | la semoule est insoluble dans l'eau |
| poudre de fer | hétérogène (dépôt gris) | le fer est insoluble dans l'eau |
Certains solides sont solubles dans l'eau (sel, sucre, sulfate de cuivre...) ; d'autres sont insolubles (sable, semoule, fer, craie...). Un solide insoluble dans l'eau peut être soluble dans un autre solvant.
2. Cas des liquides
Le vinaigre est un mélange homogène d'eau et d'un liquide, l'acide éthanoïque. Un vinaigre à 7° contient 7 g d'acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre : l'acide éthanoïque est le soluté, l'eau est le solvant.
Dans quatre tubes contenant 5 mL d'eau, on verse 1 mL d'alcool, d'acide éthanoïque, d'huile et de pétrole, puis on agite et on laisse reposer.
• Deux liquides qui forment un mélange homogène sont miscibles (eau et alcool, eau et vinaigre).
• Deux liquides qui forment un mélange hétérogène, avec deux couches, sont non miscibles (eau et huile, eau et pétrole).
• Pour deux liquides miscibles, on appelle en général solvant celui dont le volume est le plus grand.
L'huile et le pétrole, non miscibles à l'eau, sont miscibles à l'essence de térébenthine : un liquide peut être miscible à un solvant et pas à un autre. C'est pour cela que le peintre nettoie ses pinceaux à la térébenthine.
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