Dissolution d'un solide ionique dans un solvant polaire
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L’eau (
) est un solvant très
employé. De part
l’électronégativité de
l’atome d’oxygène, les électrons
assurant les deux liaisons covalentes de la molécule
ne sont pas équitablement répartis entre
l’oxygène et les deux hydrogènes. Il en
résulte l’apparition de charges partielles sur
la molécule, même si celle-ci est globalement
neutre ; c’est un dipôle. L’eau
est qualifiée de solvant polaire. Le
méthanol, l’éthanol,
l’acétone … sont également des
solvants polaires.Par contre, des molécules comme les hydrocarbures (ne contenant que des carbones et des hydrogènes) ne sont pas polaires. En effet, elles ne présentent pas de charges partielles, le carbone étant moins électronégatif que l’oxygène. Quelques solvants de ce type sont l’hexane, le cyclohexane, le toluène ou le benzène. On les nomme solvants apolaires.
versé dans de
l’eau : la partie de cette molécule
chargée négativement va interagir par les
ions sodium 
et la partie positive avec les ions chlorure
.Ces ions vont être détachés du cristal, car attirés par les molécules d’eau. Ils sont alors désormais libres dans la solution. Ils conserveront des molécules d’eau dans leur environnement proche, ce qui les empêchera de reformer le cristal. Ils ont été solvatés. On parle aussi d’hydratation si le solvant est l’eau.
Le cristal va se dissocier, ce qui correspond macroscopiquement à sa dissolution. La solution s’enrichit en ions ; c’est une solution ionique. Le solide ionique est globalement neutre. Il en est de même pour une solution ionique. Elle va contenir autant de charges positives que de charges négatives. Cela constitue son électroneutralité.
Une dissolution ne se produit pas avec tous les solvants. De manière générale, lorsqu’un solvant n’est pas polaire, la dissolution d’un solide ionique est impossible. En effet, dans l’exemple, on a vu que les molécules d’eau pouvaient solvater les ions du cristal grâce à leur charges partielles. Un solvant apolaire n’aurait rien donné : le sel de cuisine n’est pas soluble dans du cyclohexane par exemple.
NB : (s) pour solide, (aq) pour aqueux.
Lorsque des coefficients interviennent, on a :
Deux lois de conservation seront à respecter : la conservation de la neutralité électrique globale et la conservation des éléments chimiques.
Attention : certains solides ioniques contiennent des molécules d’eau dans leur structure cristalline. Par exemple, le sulfate de cuivre est de couleur bleue car il est pentahydraté : il se note
. Ces molécules
d’eau n’interviennent pas dans
l’écriture de la réaction de
dissolution, mais sont à prendre en compte dans le
calcul de la masse molaire du sulfate de cuivre. Un
solide ionique sans ces molécules d’eau est
dit anhydre.
Pour une d’une espèce chimique X, elle est également notée
.
La masse m est en gramme, et le volume V en litre. Une concentration massique
s’exprime en g/L.
Pour passer de la concentration massique à la concentration molaire, il faut déterminer la masse molaire M de l’espèce chimique et employer la relation
.
de la solution, c’est-à-dire au
rapport de sa masse par son volume : 
.
La masse m s’exprime en kilogramme, le volume V en litre, et la masse volumique en kg/L. Ce genre de calcul est pertinent pour des solutions concentrées. En effet, dans ce cas, les masses volumiques du solvant et de la solution ne sont pas plus exactement les mêmes.
On appelle solubilité d’un soluté la concentration maximale que l’on peut atteindre avec un solvant donné. La solubilité est exprimée habituellement en g/L. Lorsqu’une solution est saturée, sa concentration massique correspond à la solubilité.
Pour un solvant donné, la solubilité dépend de la température. Pour le chlorure de sodium dissous dans l’eau, elle est de 357 g/L à 0°C, reste stable à 25 °C, puis augmente avec la température. Elle est de 391 g/L à 100 °C.
A température fixée, le choix du solvant influe sur la solubilité d’un soluté. Ainsi, nous avons vu qu’elle est de 357 g/L à 25°C pour le chlorure de sodium dans l’eau, alors qu’elle n’est que de 17,7 g/L pour le même soluté dans le méthanol.
d’une solution de
où 
à partir de sulfate de fer
III 
(pentahydraté) solide, on
remarque tout d’abord qu’il nous faut
d’ion 
dans la solution.Le sulfate de fer III se dissout selon la réaction
, donc par
proportionnalité, on en déduit qu’il
nous faut 0,010 mole de sulfate de fer III.La masse molaire du sulfate de fer III
pentahydraté est :
Il nous faut donc peser une masse
de sulfate de fer III, et ensuite
la dissoudre dans de l'eau distillée.
Un solvant polaire a la capacité de dissoudre certains solides ioniques. Les ions qui constituent le cristal passent alors en solution. Ils ont été solvatés. La dissolution d’un solide ionique est traduite par une équation de dissolution, de la forme :
Les solvants non polaires (apolaires) n’ont pas d’action sur les solides ioniques.
Pour mesurer la concentration en soluté dans une solution, on fait appel à la concentration molaire c, en mol/L, par la formule
. On
dispose aussi de la concentration massique 
, en
g/L.La solubilité d’un soluté est la concentration maximale que l’on peut atteindre avec un solvant donné. Elle dépend de la température et s’exprime en g/L. Lorsqu’une solution est saturée, il n’est pas possible de dissoudre davantage du soluté. La concentration massique est alors égale à la solubilité.
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