Médaille
N°1 pour apprendre & réviser du collège au lycée.
Solubilité et extraction par solvant

Déjà plus de

1 million

d'inscrits !

0/3
0 / 15
Challenge tes acquis !
Remporte un max d’étoiles
et de school coins !
`

Mélanges de liquides et immersion des solides

  • La miscibilité de deux liquides représente leur tendance à former un mélange homogène une fois mélangés.
  • Deux liquides non miscibles forment deux phases distinctes.
  • La poussée d’Archimède est une force exercée par un fluide sur une objet qui y est immergé, en partie ou entièrement.
  • Elle est égale en norme au poids du volume de fluide déplacé par l’immersion de l’objet, et dirigée vers le haut :

Π=ρfluideVimmg\vec{\Pi} = - \rho{\,\text{fluide}}\cdot V\text{imm}\cdot \vec{g}

(g\vec{g} est l’accélération de pesanteur, dirigée vers le bas.)

  • La densité d’un matériau est le rapport de la masse volumique de ce matériau sur la masse volumique de l’eau.
  • Les valeurs sont mesurées dans les mêmes conditions de température et de pression.

Solubilité et solvants

  • La solubilité représente la tendance d’une espèce chimique à se dissoudre dans un solvant.
  • La solvatation est la formation de liaisons entre les molécules du solvant et les molécules ou ions du soluté. Ce procédé est nécessaire à la dissolution.
  • Le caractère polaire de la molécule d’eau est dû à sa géométrie et à la polarisation des deux liaisons OH\text{O}-\text{H}.
  • Par interaction électrostatique, les charges partielles positive et négative attirent donc, respectivement, des entités chargées négativement ou positivement en formant des liaisons hydrogène.
  • Cela permet à l’eau de solvater cations et anions.
  • Un solvant apolaire est constitué de molécules apolaires.
  • Des matériaux composés de molécules neutres et apolaires peuvent se mélanger avec, ou être solvatés par, des solvants apolaires.
  • Des interactions de van der Waals entre dipôles instantanés et dipôles induits s’établissent.
  • La solubilité d’un soluté dans un solvant apolaire varie d’un solvant à l’autre.
  • Une espèce chimique est dite hydrophile si elle est soluble dans l’eau ou miscible avec l’eau.
  • Les espèces chargées et polaires sont hydrophiles.
  • Une espèce chimique est dite lipophile si elle est soluble dans la graisse, qui est apolaire.
  • Les molécules neutres et apolaires sont lipophiles.
  • Une espèce amphiphile peut être solvatée par l’eau et par des solvants apolaires.

Applications des propriétés des solvants

  • L’extraction liquide-liquide est fondé sur la différence de solubilité d’un soluté dans deux phases non miscibles.
  • Ce procédé consiste à faire passer le soluté souhaité de la phase où il est moins soluble vers celle où il est plus soluble.
  • Voici ses étapes : dissoudre dans le solvant n° 1 le mélange contenant la molécule à extraire – ajouter le solvant n° 2 – bien agiter pour forcer la formation de liaisons entre le solvant n° 2 et la molécule à extraire – laisser reposer pour que se séparent les deux phases – prélever la phase constituée du solvant n° 2 – purifier cette phase.
  • Les molécules amphiphiles sont aussi appelées des tensioactifs, car elles modifient la tension superficielle à l’interface entre deux phases. Il en existe plusieurs types :
  • les tensioactifs anioniques portent une charge négative ;
  • les tensioactifs cationiques portent une charge positive ;
  • les tensioactifs non ioniques ne portent pas de charge électrique, mais des doublets d’électrons non liants leur permettant de former des liaisons hydrogène.
  • Une suspension consiste en un mélange de deux phases non miscibles, où l’une des phases est contenue dans des micelles solvatées par l’autre phase.
  • Une micelle est une goutte entourée de molécules amphiphiles, en suspension dans une phase où le contenu de la gouttelette ne peut pas être dissous.