M. VERHILLE — Physique-Chimie · 3ème
Objectifs et competences
Objectifs du chapitre, en lien avec le programme de cycle 4 (BO n° 31 du 30 juillet 2020) :
- Decrire la dissolution d'un solute dans un solvant
- Utiliser la notion de solubilite (masse max par litre)
Competences du socle :
- D1.3 : Calculs de solubilite (s = m/V)
- D4 : Preparer une solution, mesurer un volume
A la fin de ce chapitre, l'eleve sait :
1. Vocabulaire
| Terme | Définition |
|---|---|
| Solvant | Liquide dans lequel on dissout (eau = solvant aqueux) |
| Soluté | Espèce solide, liquide ou gazeuse dissoute dans le solvant |
| Solution | Mélange homogène solvant + soluté |
| Mélange homogène | Constituants non distinguables à l’œil nu : une seule phase visible |
| Mélange hétérogène | Plusieurs phases discernables à l’œil nu |
2. Dissolution
Lors de la dissolution, les constituants du soluté se dispersent dans le solvant sous forme d’ions ou de molécules non visibles à l’œil nu.
Exemple : dissolution du sel (NaCl)
Conservation de la masse
Exemple : 76,0 g d'eau + 9,1 g de sel → 85,1 g d'eau salée ✓
3. Limite de solubilité
La solubilité (notée s) est la masse maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans 1 litre de solvant à une température donnée.
| Soluté | Température | Solubilité |
|---|---|---|
| NaCl (sel) | 25°C | 350 g/L |
| Aspirine | 15°C | 2,5 g/L |
| Aspirine | 25°C | 4,6 g/L |
| Aspirine | 37°C | 10 g/L |
Dans ce chapitre, s est exprimée en grammes de soluté au maximum par litre de solvant, à température fixée. Une concentration massique peut au contraire être exprimée par litre de solution : ce n’est pas le même volume. Les valeurs du tableau sont les données de calcul de l’exercice.
La solubilité de nombreux solides augmente avec la température ; ce n’est pas une règle universelle, notamment pour les gaz.
4. Calcul du volume minimal
Pour dissoudre une masse m de soluté :
Exemple : dissoudre 500 mg d'aspirine à 25°C (s = 4,6 g/L)
→ Dans le modèle et avec les données de l’exercice, prévoir au moins 109 mL de solvant. Cet exemple est un calcul de solubilité, pas une consigne de prise de médicament.
Exemple réunionnais : l’eau de mer autour de La Réunion contient de l’ordre de quelques dizaines de grammes de sels par litre de solution. Pour un calcul simplifié, on peut modéliser cette eau par de l’eau contenant du NaCl : cette concentration est bien inférieure aux quelque 350 g de NaCl dissolubles par litre de solvant dans les données de l’exercice. L’eau de mer réelle contient plusieurs sels ; on ne déduit pas un pourcentage exact de saturation en comparant directement ces deux nombres.
Bilan — Ce qu'il faut retenir
| Notion | Definition | Formule |
|---|---|---|
| Solvant | Liquide dans lequel on dissout un solute (ex : l'eau est le solvant le plus courant) | — |
| Solute | Substance dissoute dans le solvant (ex : le sel dans l'eau) | — |
| Dissolution | Dispersion des constituants du soluté dans le solvant sous forme d’ions ou de molécules | — |
| Solubilite (s) | Masse maximale de solute que l'on peut dissoudre dans 1 litre de solvant a une temperature donnee | s = m_max dissoute / V_solvant (en g/L), à saturation et à température fixée |
| Solution saturee | Solution ayant atteint la limite de solubilite ; tout solute ajoute reste sous forme solide | — |
| Conservation de la masse | Lors de la dissolution, la masse totale est conservee | m(solution) = m(solvant) + m(solute) |
Erreurs frequentes a eviter
- Confondre dissolution et fusion : la dissolution est le melange d'un solute dans un solvant (le sel se dissout dans l'eau). La fusion est le passage de l'etat solide a l'etat liquide par chauffage (la glace fond). Ce sont deux phenomenes differents.
- Penser qu'un solute disparait lors de la dissolution : le solute est toujours present dans la solution sous forme d'ions ou de molecules, il est simplement invisible a l'oeil nu. La masse totale est conservee.
- Confondre solution saturee et solution concentree : une solution saturee a atteint la limite de solubilite (on ne peut plus dissoudre de solute). Une solution concentree contient beaucoup de solute mais n'est pas forcement saturee.
Differenciation
- Remediation : Realiser une experience simple : dissoudre progressivement du sel cuillere par cuillere dans 100 mL d'eau et noter quand la solution devient saturee (depot visible au fond). Calculer la solubilite experimentale.
- Approfondissement : Tracer la courbe de solubilite de l'aspirine en fonction de la temperature (a partir du tableau du cours) et predire la masse maximale dissoluble a 30°C par interpolation graphique.
Référence : programme de physique-chimie du cycle 4 et ressources ministérielles. Les objectifs et approfondissements de ce chapitre constituent une progression du professeur.
Navigation
← Ch.5 — Acide, base et pH | Progression 3eme | TP Masse volumique →