Fiche de révision : La dissolution des solides ioniques et moléculaires

Les différents types de solides

• Un solide ionique (ou cristal ionique) est un cristal dans lequel les atomes sont liés entre eux par des liaisons ioniques.
• Un cristal est un empilement régulier d’atomes.
• La matière étant globalement neutre, il faut qu’il y ait autant de charges positives que de charges négatives, il faut donc équilibrer le nombre de cations.
• La cohésion des solides ioniques est assurée par des forces électrostatiques entre les ions de charges opposées
• L’électronégativité est une grandeur sans dimension, c’est la tendance qu’a un élément à attirer ou à capter un ou plusieurs électrons à travers les liaisons covalentes dans lesquelles il est engagé. L’électronégativité augmente de bas en haut et de gauche à droite le long du tableau périodique.
• On parle de liaison polarisée lorsque la différence d’électronégativité entre les deux atomes est comprise en 0,3 et 2,0.
• L’atome le plus électronégatif a une charge partielle négative (on la note $\sigma -$), puisqu’il a un excès relatif d’électrons. De même, l’atome le moins électronégatif a une charge partielle positive (on la note δ+). Ce sont des fractions de la charge élémentaire.
• La liaison covalente apolaire : lorsque la différence d’électronégativité est inférieure à 0,3.
• La liaison ionique : lorsque la différence d’électronégativité est supérieure à 2,0. L’atome le plus électronégatif capte les deux électrons du doublet les deux éléments sont ionisés.
• On peut définir des molécules polaires comme étant des molécules dont les barycentres des charges partielles positives et négatives ne sont pas confondus.
• La cohésion de ces solides moléculaires est assurée par deux forces différentes :
• les forces de Van der Waals qui sont liées à l’attraction électrostatique entre les nuages électroniques de deux molécules qui sont déformables sous l’action des champs électriques. Ces interactions sont de faibles intensité, de courte portée et plus efficaces si les molécules sont longues ;
• les liaisons hydrogène qui sont liées à l’interact·ion électrostatique entre un atome d’hydrogène lié à un atome plus électronégatif, et le doublet non liant d’un atome plus électronégatif. Elles sont de plus forte intensité que les forces de Van der Waals.
• Lorsqu’un corps pur reçoit un transfert thermique, c’est-à-dire de la chaleur, sa température augmente et on a une augmentation de l’agitation des particules : c’est l’agitation thermique.
• Lors d’un changement d’état, la température ne varie pas et toute l’énergie thermique est transférée pour rompre les forces de Van der Waals et les liaisons hydrogène.

La dissolution des solides

• Lors d’une dissolution, les molécules et/ou les ions passent d’un état solide à un état aqueux, c’est-à-dire qu’ils deviennent des solutés.
• Pour savoir quel solvant sera adapté à la dissolution d’un solide on se réfère à la loi du « qui se ressemble s’assemble ». Ainsi, des solides ioniques seront solubles uniquement dans des solvants très polaires comme l’eau, des solides composés de molécules polaires seront solubles dans des solvants polaires (ou hydrophiles) et des solides composés de molécules apolaires seront solubles dans des solvants apolaires (ou hydrophobe).
• L’extraction est une technique de séparation des molécules d’un mélange qui repose sur la différence de solubilité des molécules de ce mélange dans des solvants non miscibles entre eux.
• Dans cette technique on utilise une ampoule à décanter, un solvant très polaire, l’eau, et un solvant apolaire non miscible à l’eau. On peut ensuite séparer les deux phases et récupérer les deux phases. Le calcul de concentration se fait comme nous l’avons déjà vu en faisant le rapport entre la quantité de matière dissoute et le volume de solvant : $C=\frac{n}{V}$
• Pour les solides ioniques, il faut respecter l’équation de dissolution pour établir la concentration.