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De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité/miscibilité d'espèces chimiques - Cours et exercices de Chimie, Première Générale

Votre enfant est en classe de première et vous souhaitez l'accompagner dans sa réussite en Chimie ? Pour revoir le chapitre "De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité/miscibilité d'espèces chimiques". Bordas soutien scolaire vous propose plusieurs séquences avec des cours et des exercices. Le degré de difficulté des exercices proposés s'adapte automatiquement en fonction du niveau de l'élève. Les erreurs de votre enfant sont analysées et nous permettent de lui proposer une correction adaptée afin de l'aider à progresser.

Les notions abordées :

Cohésion des solides

Des interactions permettent aux solides ioniques ou moléculaires d'exister. Ces interactions sont essentiellement de type électrique.

1. Cohésion dans les solides ioniques

Deux charges électriques sont en interactions attractives ou répulsives en fonction de leurs charges.

Les charges de signes opposés s'attirent. Les charges de même signe se repoussent.

Leurs interactions répondent à la loi de Coulomb. Deux charges qA et qB séparées de la distance d exercent entre elles une interaction de valeur :

F = k• (|qA•qB|/d2)

...

Dissolution des solides ioniques dans l'eau

L'eau a une grande capacité à pourvoir dissoudre les espèces ioniques. Une fois ces espèces dissoutes, la grandeur caractéristique à utiliser est la concentration molaire.

1. Modélisation de la dissolution des solides ioniques dans l'eau

La molécule d'eau, très présente autour du cristal ionique en solution, attire très fortement les ions du cristal.

La dissolution se passe en trois étapes :
  • 1re étape : les molécules d'eau dissocient les ions du cristal ;
  • 2e étape : les ions passent en solution. Les molécules d'eau entourent chacun des ions. C'est l'étape d'hydratation ;
  • 3e étape sous l'effet de l'agitation thermique, les ions sont dispersés dans la solution.
Exemple de l'hydratation des ions chlorure et des ions sodium lors de la dissolution du sel : 


...

Extraction, solubilité et miscibilité

Les comportements des liquides entre eux s'expliquent par l'analyse de leurs interactions. Les entités dissoutes subissent elles aussi des interactions avec les différents solvants qu'elles peuvent rencontrer.

1. Solubilité dans un solvant
Les substances ne possèdent pas la même solubilité en fonction du solvant dans lequel elles sont dissoutes.

Exemple : dans l'eau, le sel a pour solubilité 360 g.L-1 à 25 °C alors que dans l'éthanol cette valeur n'est plus que de 0,65 g.L-1.

La solubilité dépend de différents facteurs tels que la température, la présence d'autres solutés, le pH, la présence de ponts hydrogène.

Un soluté est d'autant plus soluble qu'il existe des interactions avec le solvant dans lequel il se trouve.

De façon générale, les solvants polaires dissolvent les espèces chimiques polaires ou chargées et les solvants apolaires dissolvent les espèces chimiques apolaires, par interaction de type Van Der Waals.

...

Propriétés de substances organiques

L'action des savons est effective à cause du caractère amphiphile de la molécule.
Un savon fait partie de la famille des tensioactifs.

1. Le caractère amphiphile

Un savon est obtenu par hydrolyse basique d'un ester de corps gras. Le produit obtenu est un ion carboxylate à longue chaîne carbonée. Lorsque l'ion Na+ est utilisé, le savon obtenu est « dur ». Avec l'ion K+, le savon est « mou ».

La molécule de savon est constituée d'une tête polaire et d'une chaîne carbonée de longue taille :
  • La tête, de part son caractère polaire, est soluble dans les solvants polaires comme l'eau. Elle est hydrophile.
  • La chaîne carbonée ne peut fournir que des interactions de type Van Des Waals. Elle se dissout très mal dans les solvants polaires mais très bien dans les solvants organiques apolaires. Cette partie est hydrophobe et lipophile.

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