Chimie Chapitre 5 : Les Solutions

Chapitre 5 : Les Solutions

• Ce chapitre traite des différents aspects des solutions, notamment leur composition, types et préparation.

Qu'est-ce qu'une solution ?

• Une solution est un mélange homogène de deux substances ou plus, sous forme liquide, solide ou gazeuse.
• Le constituant majoritaire est appelé solvant.
• Le constituant minoritaire est appelé soluté.
• Une solution aqueuse a de l'eau comme solvant.
• Le soluté peut être solide, liquide ou gazeux.
• Exemple : L'eau salée (eau = solvant, sel = soluté).

Différents types de solution et solubilité

• Les solutions peuvent être gazeuses, liquides ou solides.

• Solution gazeuse : Gaz dans un gaz (exemple: air).

• Solution liquide : Gaz dans un liquide (exemple: soda), liquide dans un liquide (exemple: vodka), solide dans un liquide (exemple: eau de mer).

• Solution solide : Solide dans un solide (exemple: laiton).

• La solubilité d'une substance (soluté) est la quantité de soluté qui peut se dissoudre dans une quantité donnée de solvant à une température donnée.

• Exemple : La solubilité du chlorure de sodium (NaCl) dans l'eau à 25°C est de 36 g de NaCl pour 100 g d'eau ; la solubilité de la graisse dans l'eau est pratiquement nulle.

La Solubilité

• La solubilité d'une substance dans une autre dépend des forces intermoléculaires (dispersion, dipôle-dipôle, pont hydrogène).
• Les ions et les dipôles interagissent, influençant la solubilité.

Solubilité : Des forces intermoléculaires

• Les forces intermoléculaires entre toutes les substances présentes dans une solution sont essentielles pour sa formation.
• L'interaction solvant-soluté est cruciale pour la formation d'une solution.
• Si l'interaction solvant-soluté est forte, la substance est soluble.
• Si l'interaction solvant-soluté est faible, la substance est insoluble.

Solubilité : règles "Qui se ressemble s'assemble"

• Les solutés polaires se dissolvent bien dans les solvants polaires (exemple: sel dans l'eau).
• Les solutés non polaires se dissolvent bien dans les solvants non polaires (exemple: huile dans l'hexane).
• L'éthoxyéthane peut être considéré comme un solvant intermédiaire entre les solvants polaires et non polaires.

Composition d'une solution : Concentration molaire (ou molarité)

• La molarité (M) représente le nombre de moles de soluté par litre de solution.
• Formule : M = (moles de soluté) / (litres de solution).
• Exemple : Une solution 0,150 mol/L (ou M) de chlorure de sodium (NaCl) contient 0,150 mole de NaCl dans 1 litre de solution.

Composition d'une solution : Concentration massique

• La concentration massique (g/L) représente la masse de soluté en grammes par litre de solution.

• Formule : concentration massique = (masse de soluté) / (volume de solution)

• Exemples : Une solution de 0,09 g/L d'ion calcium (Ca²⁺) contient 0,09 g (ou 90 mg) de Ca²⁺ dans 1 litre de solution.

Composition d'une solution : Relation entre concentration molaire et massique

• Il existe une relation entre la concentration molaire et la concentration massique, impliquant la masse molaire du soluté.

Composition d'une solution : Pourcentage massique

• Le pourcentage massique indique la masse de soluté pour 100 g de solution.
• Formule : pourcentage massique = (masse de soluté / masse de solution) x 100.
• Exemple : Une solution de 36 g% en acide chlorhydrique (HCl) contient 36 g de HCl dans 100 g de solution.

Composition d'une solution : Partie par million (ppm) et partie par milliard (ppb)

• Les ppm et ppb sont utilisées pour exprimer de très faibles concentrations.
• Exemple : Une solution aqueuse de 15 ppm en ion potassium (K⁺).

Composition d'une solution : Pourcentage volumique

• Le pourcentage volumique indique le volume de soluté pour 100 mL de solution.
• Exemple : Une solution aqueuse de 8 % d'éthanol par volume (8 % vol) contient 8 mL d'éthanol par 100 mL de solution.

Préparation des solutions à partir d'un soluté solide

• Méthodes de préparation de solutions à partir d'un soluté solide.
• On doit peser une certaine masse de soluté et dissoudre celui-ci dans une quantité d'eau déterminée.

Préparation des solutions par dilution d'une solution mère

• Dilution d'une solution mère (stock) pour obtenir une solution plus concentrée.
• La quantité de soluté est constante lors de la dilution.
• La formule de dilution: C₁V₁ = C₂V₂.

Solutions colloïdales

• Mélanges formés de petits agrégats de molécules.
• Exemple : Les protéines en solution.

Diffusion et osmose

• Mécanismes de mouvement des molécules de soluté, dans un milieu.
• L'osmose est la diffusion de l'eau à travers une membrane semi-perméable.
• Les solutions concernées sont caractérisées par leurs différents pressions osmotiques.

Osmolarité

• Mesure de la concentration totale de solutés des molécules en solution.
• 1 osmole correspond à 1 mole de particules de soluté.

Milliéquivalent

• Unité de concentration utilisée pour les électrolytes; elle indique la charge d'une substance en solution.

Cas clinique

• Exemple de calcul avec concentrations spécifiques.

Ce quiz explore le chapitre 5 sur les solutions en chimie. Vous découvrirez les différents types de solutions, la composition des mélanges ainsi que la notion de solubilité. Testez vos connaissances sur les solvants et solutés à travers des exemples variés.