Quand on verse du sel dans l’eau et qu’on remue, il finit par disparaître à l’œil nu. Ce phénomène s’appelle la dissolution : le sel ne disparaît pas réellement, il se disperse en particules trop petites pour être vues.
I. Vocabulaire de la dissolution
Une solution est un mélange homogène obtenu par dissolution d’une espèce chimique dans un liquide. Le corps qui se dissout est appelé soluté (il peut être solide, liquide ou gazeux) ; le liquide qui dissout le soluté est appelé solvant. Lorsque le solvant est l’eau, on parle de solution aqueuse.
II. Corps solubles et corps insolubles
Un corps est dit soluble dans l’eau lorsqu’il s’y dissout complètement et devient invisible à l’œil nu : c’est le cas du sel, du sucre et du sulfate de cuivre. Un corps est dit insoluble lorsqu’il ne se dissout pas et reste visible, généralement en se déposant au fond du récipient : c’est le cas du sable et de la terre.
III. Solutions diluée, concentrée et saturée
Selon la quantité de soluté dissous, une solution peut être diluée (peu de soluté) ou concentrée (beaucoup de soluté). La solubilité d’un soluté dans un solvant possède une limite : lorsque le solvant ne peut plus dissoudre de soluté supplémentaire, la solution est dite saturée et l’excès de soluté réapparaît sous forme de cristaux visibles. Par exemple, la solubilité du sel dans l’eau est d’environ 360 g par litre à 20°C. Chauffer l’eau augmente en général la quantité de soluté que l’on peut dissoudre.
IV. Conservation de la masse lors d’une dissolution
Lors d’une dissolution, la matière n’est ni créée ni détruite : la masse totale se conserve. On a la relation : m(solution) = m(solvant) + m(soluté). Ainsi, si on fait bouillir de l’eau salée jusqu’à évaporation complète de l’eau, on retrouve exactement la masse de sel initialement dissoute, sous forme de cristaux.
V. La concentration massique
La concentration massique d’une solution mesure la quantité de soluté dissoute par unité de volume de solution. Elle se calcule par la formule : C = m / V, avec m la masse de soluté dissous (en g) et V le volume de la solution (en L). La concentration massique s’exprime alors en grammes par litre (g/L).
VI. Synthèse
Une solution est un mélange homogène soluté + solvant. Un corps soluble se dissout et devient invisible, un corps insoluble reste visible. Une solution peut être diluée, concentrée, ou saturée si la limite de solubilité est atteinte. La masse se conserve (m(solution) = m(solvant) + m(soluté)) et la concentration massique se calcule par C = m/V (g/L).
Exercice d’application
Exercice 1. On mélange du sucre et de l’eau, puis on remue : le sucre disparaît. Identifie le soluté et le solvant dans cette expérience.
Exercice 2. On mélange de la terre et de l’eau. Que se passe-t-il ? La terre est-elle soluble ou insoluble ?
Exercice 3. On dissout 20 g de sel dans 0,5 L d’eau. Calcule la concentration massique C de cette solution en g/L.
Exercice 4. On continue à ajouter du sel dans un verre d’eau jusqu’à ce que des cristaux commencent à apparaître au fond sans plus se dissoudre. Comment appelle-t-on ce type de solution ?
Exercice 5. On dissout 30 g de sucre dans de l’eau ; la masse totale de la solution obtenue est de 230 g. Quelle était la masse d’eau (solvant) utilisée ?
Corrigés
Corrigé 1. Le soluté est le sucre, le solvant est l’eau.
Corrigé 2. La terre reste visible et se dépose au fond : elle est insoluble dans l’eau.
Corrigé 3. C = m/V = 20/0,5 = 40 g/L.
Corrigé 4. Il s’agit d’une solution saturée : l’eau ne peut plus dissoudre davantage de sel.
Corrigé 5. D’après la conservation de la masse, m(solvant) = m(solution) − m(soluté) = 230 − 30 = 200 g.
