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La dissolution d'un solide ionique

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Objectif

Expliquer la capacité de l’eau à dissocier une espèce chimique ionique et à solvater les ions.

Points clés
  • L’eau est une molécule polaire, elle peut donc s’approcher des ions d’un solide et les dissocier.
  • Une fois dissociés, les ions sont entourés par les molécules d’eau : ils sont solvatés.
  • Une fois solvatés, les ions se dispersent dans la solution.
Pour bien comprendre
  • La polarité d’une molécule
  • La molécule polaire
  • L’ion
1. La composition d'un solide ionique
Un solide ionique est composé de cations et d’anions régulièrement disposés dans l’espace.
Exemple
Le chlorure de sodium solide NaCl(s) est un solide ionique constitué d’ions sodium Na+ et chlorure Cl−.

Structure du chlorure de sodium solide

Le solide ionique est électriquement neutre. Les cations et les anions sont présents dans des proportions qui dépendent de leur charges respectives, afin d’assurer l’électroneutralité du solide.

Exemples
Solide ionique Chlorure de sodium Chlorure de calcium Chlorure d’aluminium
Cation Na+ Ca2+ Al3+
Anion Cl− Cl− Cl−
Proportion 1 Cl− pour 1 Na+ 2 Cl− pour 1 Ca2+ 3 Cl− pour 1 Al3+
Formule du solide ionique NaCl CaCl2 AlCl3
2. Les étapes de la dissolution

La dissolution consiste à dissoudre dans un liquide (le solvant) une espèce chimique solide (le soluté). On obtient alors une solution qui est un liquide homogène.

La dissolution d’un solide ionique dans l’eau s’effectue en trois étapes.

On prend l’exemple du chlorure de sodium NaCl.

Étape 1 : la dissociation

Les ions sodium Na+ sont attirés par les pôles négatifs des molécules d’eau, tandis que les ions chlorure Cl− sont attirés par les pôles positifs des molécules d’eau.

Les ions Na+ et Cl− se dissocient alors du solide ionique NaCl.


Dissociation des ions du chlorure de sodium
Remarque
La molécule d’eau est une molécule polaire. L’atome d’oxygène porte une charge électrique négative partielle −2q et chaque ion hydrogène porte une charge électrique partielle positive +q.

Répartition des charges électriques partielles
Étape 2 : la solvatation (ou hydratation)

Les molécules d’eau entourent les ions : elles présentent leur pôle positif face à l’anion (ion chlorure Cl−) et leur pôle négatif face au cation (ion sodium Na+).

Les ions Na+ et Cl− sont alors solvatés (ou hydratés). On les note Na+(aq) et Cl−(aq).

Remarque
« Solvaté » signifie « entouré de molécules d’un solvant ». Dans le cas de l’eau comme solvant, on peut aussi utiliser le terme « hydraté ».
Étape 3 : la dispersion

Une fois solvatés (ou hydratés), les ions s’éloignent les uns des autres et se dispersent dans toute la solution.


Dispersion des ions dans la solution

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