Les solutions aqueuses
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• réaliser une dissolution et utiliser les mots soluté, solvant et solution ;
• définir la concentration C d'une solution et calculer C = mV ;
• montrer que la masse totale se conserve lors d'une dissolution ;
• définir une solution saturée et la solubilité ;
• citer les facteurs qui influencent la solubilité.
Situation de départ
Vous sucrez votre thé, vous diluez un sirop, vous ouvrez une bouteille d'eau gazeuse qui pétille… Dans les salines du chott El Jérid, le sel se dépose en été.
Que devient le sucre dans l'eau ? Peut-on en dissoudre autant qu'on veut ?
I. La dissolution et la concentration
1. La dissolution
Expérience : on agite 10 g de sel dans 100 mL d'eau : le sel disparaît à la vue et l'eau devient salée. On obtient un mélange homogène.
Le vocabulaire de la dissolution
| Mot | Sens |
|---|---|
| solvant | l'eau, qui dissout |
| soluté | le sel, qui est dissous |
| solution aqueuse | le mélange homogène obtenu (aqueuse : le solvant est l'eau) |
| dissolution | l'opération : c'est une transformation physique (on récupère le sel en évaporant l'eau) |
On ne dit pas que le sucre « fond » dans le thé, il se dissout.
Le sucre, le sel, le sulfate de cuivre (bleu) sont solubles dans l'eau ; le sable et l'huile ne le sont pas.
2. Liquides et gaz dans l'eau
- L'eau et l'alcool donnent un mélange homogène : ils sont miscibles. Le liquide en plus grande quantité joue le rôle de solvant.
- Certains gaz se dissolvent dans l'eau. Dans l'expérience du jet d'eau, l'ammoniac se dissout si vite que l'eau jaillit dans le ballon ; avec le butane, rien ne se passe : le butane n'est pas soluble.
- Les boissons gazeuses contiennent du dioxyde de carbone dissous : quand on agite ou qu'on ouvre la bouteille, il s'échappe en bulles. Le gaz trouble l'eau de chaux : c'est bien du dioxyde de carbone.
- L'eau des mers et des rivières contient du dioxygène dissous : c'est lui que respirent les poissons.
3. La concentration
Observations : avec deux cuillerées de sulfate de cuivre dans 100 mL d'eau, la solution est d'un bleu plus intense qu'avec une seule. Avec une cuillerée dans 200 mL, le bleu est plus pâle. Un sirop dilué est moins coloré et moins sucré.
La concentration C d'une solution est la masse de soluté dissoute par litre de solution :
C = mV (m en g, V en L, C en g.L-1)
- C augmente avec la masse de soluté et diminue quand le volume de solution augmente (dilution).
- Autres unités : mg.L-1, g.mL-1. On l'exprime aussi en pourcentage : 5 g de sel dans 100 g d'eau, c'est une salinité de 5 %.
20 g de sucre dans 400 mL : C = 200,4 = 50 g.L-1.
Une soupe ne doit pas dépasser 2 g.L-1 de sel : pour 2 L, au plus m = C × V = 2 × 2 = 4 g.
4. La masse se conserve
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