Module 3Module 3

LES SOLUTIONSLES SOLUTIONS

Qu’est-ce qu’une solution?Qu’est-ce qu’une solution?

Une solution est un mélange Une solution est un mélange ___________ formé de ________ ___________ formé de ________ substances.substances.homogène plusieurs

Dans une solution, la substance qui Dans une solution, la substance qui dissout d’autres substances (souvent dissout d’autres substances (souvent présente en plus présente en plus grandegrande quantité) se quantité) se nomme le ________. nomme le ________.

Celle(s) qui est(sont) dissoute(s) Celle(s) qui est(sont) dissoute(s) (souvent présente(s) en plus petite (souvent présente(s) en plus petite quantité) est (sont) le(s) _________. quantité) est (sont) le(s) _________.

Exemple: l'eau est le _______ et le sel Exemple: l'eau est le _______ et le sel et le sucre sont les _______.et le sucre sont les _______.

C'est le solvant et le(s) soluté(s) qui C'est le solvant et le(s) soluté(s) qui forment la solution.forment la solution.

solvant

soluté (s)

solvantsolutés

Types de solutionsTypes de solutions

Il existe différents types de solutions. Il existe différents types de solutions. Les solutés et les solvants peuvent se Les solutés et les solvants peuvent se retrouver sous les trois états de la retrouver sous les trois états de la matière. Il y a donc neuf types de matière. Il y a donc neuf types de solutions possibles. solutions possibles.

Complète les cases vides.Complète les cases vides.

SolutéSoluté SolvantSolvant ExempleExemple

Gaz Gaz GazGaz

GazGaz LiquideLiquide

GazGaz SolideSolide

Dihydrogène dans le platineDihydrogène dans le platine

Air (mélange de 80%

azote et 20% oxygène)

- CO2 dans les boissons gazeuses, - Oxygène dans l’eau

SolutéSoluté SolvantSolvant ExempleExemple

Liquide Liquide GazGaz

LiquideLiquide LiquideLiquide

LiquideLiquide SolideSolide

Amalgame dentaire (alliage Amalgame dentaire (alliage de mercure et autre métaux)de mercure et autre métaux)

Vodka (40% alcool, 60 % eau

Humidité de l’air

SolutéSoluté SolvantSolvant ExempleExemple

Solide Solide GazGaz

Aérosols, naphtalène dans Aérosols, naphtalène dans l’air (boules à mites)l’air (boules à mites)

SolideSolide LiquideLiquide

SolideSolide SolideSolide

Sel dans l’eau

Alliage (acier fer + carbone)

La solubilité et la miscibilitéLa solubilité et la miscibilité

Lorsqu'un soluté peut se dissoudre dans Lorsqu'un soluté peut se dissoudre dans un solvant, on dit qu'il est _______. un solvant, on dit qu'il est _______.

Les solutés polaires se dissolvent Les solutés polaires se dissolvent habituellement mieux dans les solvants habituellement mieux dans les solvants polaires.polaires.

Exemples: sel dans eau (2 polaires);Exemples: sel dans eau (2 polaires);

huilehuile dans l’ dans l’essenceessence (2 non-polaires) (2 non-polaires)

soluble

La solubilité et la miscibilitéLa solubilité et la miscibilité

Lorsqu'un soluté ne peut pas se dissoudre Lorsqu'un soluté ne peut pas se dissoudre dans un solvant, on dit qu'il est dans un solvant, on dit qu'il est __________. __________.

Les solutés non-polaires se dissolvent Les solutés non-polaires se dissolvent souvent peu dans les solvants polaires souvent peu dans les solvants polaires et vice-versa.et vice-versa.

Exemple: Exemple: sel (polaire) dans l’alcool (non-polaire), sel (polaire) dans l’alcool (non-polaire), cire (non-polaire) dans l’eau (polaire).cire (non-polaire) dans l’eau (polaire).

insoluble

Lien vers explications

La solubilité et la miscibilitéLa solubilité et la miscibilité

Lorsqu’on parle de substances Lorsqu’on parle de substances dans le dans le même étatmême état qui se mélangent, on dit qu’ils qui se mélangent, on dit qu’ils sont _________. sont _________.

Exemples : Exemples :

eau et alcooleau et alcool

essence et huileessence et huile

dioxygène et dihydrogène.dioxygène et dihydrogène.

miscibles

La solubilité et la miscibilitéLa solubilité et la miscibilité

S’ils ne se mélangent pas, on dit S’ils ne se mélangent pas, on dit ______________.______________.

Ex : eau et huileEx : eau et huile

Le sel est ________ dans l’eauLe sel est ________ dans l’eau

L’alcool est _________ dans l’eau.L’alcool est _________ dans l’eau.

non-misciblesnon-miscibles

soluble

miscible

Limite de solubilitéLimite de solubilité

La _________ d'un soluté, La _________ d'un soluté, c'est la quantité qu’on peut c'est la quantité qu’on peut en dissoudre dans une telle en dissoudre dans une telle _________ de solvant à une _________ de solvant à une certaine ____________.certaine ____________.

solubilité

température

quantité

Limite de solubilitéLimite de solubilité

Quand une solution contient le maximum de Quand une solution contient le maximum de soluté qu'elle peut contenir à une température soluté qu'elle peut contenir à une température donnée, on dit que la solution est ________.donnée, on dit que la solution est ________.

Quand elle n'en contient pas son maximum, on Quand elle n'en contient pas son maximum, on dit qu'elle est ___________.dit qu'elle est ___________.

Quand la solution est sursaturée, elle renferme Quand la solution est sursaturée, elle renferme _______ de soluté dissous qu'elle devrait en _______ de soluté dissous qu'elle devrait en contenir à cette température. contenir à cette température.

(Il est rare de trouver des solutions sursaturées dans (Il est rare de trouver des solutions sursaturées dans la nature, mais le miel en est un exemple.)la nature, mais le miel en est un exemple.)

saturée

insaturée

plus

Solution diluée : Quand il y a _____ de Solution diluée : Quand il y a _____ de soluté dans un solvant. soluté dans un solvant.

Comment peut-on diluer une solution ?Comment peut-on diluer une solution ?

________________________________________________

peu

En rajoutant du solvant

Solution concentrée : Quand il y a Solution concentrée : Quand il y a _________ de soluté dans un solvant_________ de soluté dans un solvant

Comment peut-on rendre une solution plus Comment peut-on rendre une solution plus concentrée ?concentrée ?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

beaucoup

En rajoutant du soluté à la solution

En évaporant une partie du solvant

Exercices à faireExercices à faire

  Page 289 # 1, 2, 3, 5, 6, 8, 10.Page 289 # 1, 2, 3, 5, 6, 8, 10.

CorrectionCorrection

1.1. Soluté et solvantSoluté et solvant

2.2. Solide Solide Alliage Alliage

liquide liquide boisson gazeuse boisson gazeuse

gazeuse gazeuse de l’air de l’air

3.3. Mélange homogène Mélange homogène Plusieurs particules Plusieurs particules sont entremêlées mais on ne peut pas les sont entremêlées mais on ne peut pas les distinguer. Le mélange est pareil partout.distinguer. Le mélange est pareil partout.

5.5. Mélange homogène Mélange homogène

Mélange hétérogène Mélange hétérogène

6.6. Soluble Soluble Se dit d’une substance qui se Se dit d’une substance qui se dissout, c’est-à-dire devient « invisible » dissout, c’est-à-dire devient « invisible » dans une autre substance.dans une autre substance.

Miscible Miscible se dit de deux substances dans se dit de deux substances dans le même état qui peuvent se mélanger.le même état qui peuvent se mélanger.

Non-miscible Non-miscible se dit de deux substances se dit de deux substances dans le même état qui ne se mélangent pasdans le même état qui ne se mélangent pas

CorrectionCorrection jus de pommesjus de pommes

Soupe aux légumesSoupe aux légumes

CorrectionCorrection

8.8. Soluté qui se dissout dans l’eau ?Soluté qui se dissout dans l’eau ?

Les soluté polaires : les sels, les acides et Les soluté polaires : les sels, les acides et les bases.les bases.

10.10. Deux liquides chauffés : Deux liquides chauffés : A

Aucun résidu

B Résidu blanc

Seulement de l’eau Eau + autre chose

Substance pureSolution ??

Facteurs affectant la solubilité ou Facteurs affectant la solubilité ou la vitesse de dissolutionla vitesse de dissolution

1 – La température1 – La températureLa plupart des solutés se dissolvent La plupart des solutés se dissolvent mieux lorsqu’on augmente la température mieux lorsqu’on augmente la température du solvant (plus du solvant (plus d’énergie).d’énergie).

Exceptions : Exceptions : – Les gaz Les gaz – Les substances qui se réchauffent Les substances qui se réchauffent

lorsqu’elles se dissolvent.lorsqu’elles se dissolvent.

Facteurs affectant la solubilité ou Facteurs affectant la solubilité ou la vitesse de dissolutionla vitesse de dissolution

2 – La surface de contact2 – La surface de contact

Plus la substance à dissoudre est en Plus la substance à dissoudre est en contact avec le solvant, plus rapide est la contact avec le solvant, plus rapide est la dissolution. On peut augmenter la dissolution. On peut augmenter la surface de contact de deux façons :surface de contact de deux façons :

__________________________________________________________________

________________________________Agiter la solution

Réduire la taille des particules (broyer)

Facteurs affectant la solubilité ou Facteurs affectant la solubilité ou la vitesse de dissolutionla vitesse de dissolution

3 - La nature du soluté et du solvant3 - La nature du soluté et du solvant

Habituellement, les solutés et solvants Habituellement, les solutés et solvants de même nature se dissolvent bien de même nature se dissolvent bien (polaire avec polaire, non-(polaire avec polaire, non- polaire avec polaire avec non-polaire)non-polaire)

Animation

Facteurs affectant la solubilité ou Facteurs affectant la solubilité ou la vitesse de dissolutionla vitesse de dissolution

4 – La pression4 – La pressionN’influence pas la solubilité des liquides et des N’influence pas la solubilité des liquides et des solides, mais influence grandement la solides, mais influence grandement la solubilité des gaz :solubilité des gaz :Grande pression = grande solubilité (boisson Grande pression = grande solubilité (boisson gazeuse fermée) gazeuse fermée) Faible pression = faible solubilité (boisson Faible pression = faible solubilité (boisson gazeuse ouverte, gaz s’échappe)gazeuse ouverte, gaz s’échappe)

Animation

Les courbes de solubilitéLes courbes de solubilité

La solubilité des solutés varie avec la La solubilité des solutés varie avec la température. On représente la solubilité température. On représente la solubilité des substances par une des substances par une _________________ dans un _________________ dans un ___________.___________.

courbe de solubilitégraphique

La courbe dans le graphique représente La courbe dans le graphique représente la quantité la quantité maximalemaximale qu’on peut qu’on peut dissoudre dans _______ d’eau à dissoudre dans _______ d’eau à différentes ______________. différentes ______________.

Tous les points Tous les points sursur la ligne représentent la ligne représentent la solution ________la solution ________

Tous les points Tous les points soussous la ligne la ligne représentent une solution qui peut représentent une solution qui peut encore dissoudre du soluté, donc une encore dissoudre du soluté, donc une solution __________ .solution __________ .

100 gtempératures

saturée

insaturée

Tous les points Tous les points au-dessusau-dessus de la ligne de la ligne représentent une de deux choses :représentent une de deux choses :

Si la solution contient la quantité indiquée Si la solution contient la quantité indiquée de soluté de soluté et qu’il est dissoutet qu’il est dissout, la substance , la substance est ______________ est ______________

Si la solution contient la quantité indiquée Si la solution contient la quantité indiquée de soluté, mais qu’de soluté, mais qu’un dépôt un dépôt se forme au se forme au fond (une partie n’est pas dissoute, la fond (une partie n’est pas dissoute, la solution ne contient que le maximum solution ne contient que le maximum dissout), donc elle est ___________dissout), donc elle est ___________

sursaturée

saturée

Combien de bromure d’ammonium peut-Combien de bromure d’ammonium peut-on dissoudre dans 100g d’eau à 20on dissoudre dans 100g d’eau à 20ooC ? C ?

Environ 75 grammes

Combien de bromure d’ammonium peut-Combien de bromure d’ammonium peut-on dissoudre dans 300g d’eau à 20on dissoudre dans 300g d’eau à 20ooC ? C ?

75 grammes = 100 g d’eau

X grammes = 300 g d’eau225 grammes = 300 g d’eau

Combien de bromure y aura-t-il dans le fond Combien de bromure y aura-t-il dans le fond du contenant si on met 140g de bromure du contenant si on met 140g de bromure d’ammonium dans 100g d’eau à 20d’ammonium dans 100g d’eau à 20ooC ?C ?

Maximum

75 g

Dissout (75 g)

Non –dissout (?)

140 g – 75 g = 65 g dans le fond

140 g

Une solution Une solution contenant 1 contenant 1 g de chlorure g de chlorure de sodium de sodium dans 100 mL dans 100 mL à 20 à 20 ooCC

a) est-elle a) est-elle saturée?saturée?

NON (sous la courbe)

Une solution Une solution contenant 1 contenant 1 g de chlorure g de chlorure de sodium de sodium dans 100 mL dans 100 mL à 20 à 20 ooCC

b) est-elle b) est-elle concentrée concentrée ou diluée?ou diluée?

diluéÀ moins que ce

esoit pour boire…

Une solution Une solution contenant 1 g de contenant 1 g de chlorure de chlorure de sodium dans sodium dans 100 mL à 20 100 mL à 20 ooCC

c) comment c) comment pourrait-on la pourrait-on la rendre saturée?rendre saturée?

Saturé : 36 g Dissout : 1 g À ajouter : 35 g

Une solution Une solution contenant 92 contenant 92 g de KBr g de KBr dans 100 mL dans 100 mL à 70 à 70 ooCC

a) est-elle a) est-elle saturée?saturée?

Oui (sur la courbe)

Une solution Une solution contenant 92 g contenant 92 g de KBr dans de KBr dans 100 mL à 70 100 mL à 70 ooCC

b) si on abaisse b) si on abaisse la température la température à 50 à 50 ooc, sera-t-c, sera-t-elle saturée?elle saturée?

Saturé si dépôt au fond

Sursaturé si pas de dépôt au fond

Une solution Une solution contenant 92 g contenant 92 g de KBr dans de KBr dans 100 mL à 70 100 mL à 70 ooCC

c) qu’arriverait-il c) qu’arriverait-il si on abaissait la si on abaissait la température de température de 70 70 ooc à 30 c à 30 ooc ?c ?

Soit elle devient sursaturée (pas

de dépôt au fond)

Soit le surplus se dépose et la solution reste

saturée

Une solution qui Une solution qui contient 15g de contient 15g de CeCe22(SO(SO44))33 dans dans

100 mL à 20 100 mL à 20 ooCC a) est-elle a) est-elle

saturée ?saturée ?

Oui (sur la courbe)

Une solution qui Une solution qui contient 15g de contient 15g de CeCe22(SO(SO44))33 dans dans

100 mL à 20 100 mL à 20 ooCC b) qu’arriverait-il b) qu’arriverait-il

si on abaissait la si on abaissait la température à 0 température à 0 oo C ?C ?

Elle devient insaturée (sous la

courbe)

Une solution qui Une solution qui contient 15g de contient 15g de CeCe22(SO(SO44))33 dans dans

100 mL à 20 100 mL à 20 ooCC b) qu’arriverait-il b) qu’arriverait-il

si on si on augmentait la augmentait la température de température de 10 10 oo C ? C ?Elle devient

sursaturée (au-dessus de la

courbe)

4. Quelle substance 4. Quelle substance se dissout le se dissout le moins bien à 30 moins bien à 30 oo C et quelle se C et quelle se dissout le mieux ?dissout le mieux ?

Le moins bien: Ba(OH)2

Le mieux: AgNO3

45 oC

À 45oC, on peut dissoudre 70 g de soluté dans 100 mL d’eauQue signifie le point B dans le graphique ?

55 oC

À 55oC, on peut dissoudre 90 g de soluté dans 100 mL d’eauQue signifie le point C dans le graphique ?

28g25g

3g

170g

120g50 g

a) Quelle substance est la plus influencée par la température entre X et Y ?

En haut de 70oC, la substance Z est la plus soluble

En bas de 70oC, la substance Y est la plus soluble

À 70oC, les 2 substances ont la même solubilité

b) Quelle substance est la plus soluble, Y ou Z. Expliquez votre réponse.

Les substances Z et X ont la même solubilité à 22oC

c) À quelle température la substance X et la substance Z ont-elle la même solubilité?

25g23g

2g

132g

100g

32 g

115g

55 g

60 g

La substance X a la plus faible variation de solubilité entre 40oC et 60oC

d) Quelle substance manifeste la plus faible variation de solubilité entre 40oC et 60oC?

25g23g

132g

100g115g

55 g

La substance Y a la plus grande solubilité entre 40oC et 60oC (100g à 132 g)

e) Entre 40oC et 60oC, quelle substance à la plus grande solubilité?

La solubilité de la substance Z à 35oC est de 42 g dans 100 mL d’eau

f) Quelle est la solubilité de la substance Z à 35oC?

42 g

160 g dans 100 mL d’eau

x g dans 200 mL d’eau320 g

g) Quelle masse de substance Y doit-on ajouter à 200 mL d’eau à 75oC pour obtenir une solution saturée?

60 g dans 300 mL d’eau

x g dans 100 mL d’eau20 g La solution sera insaturée (sous la courbe)

h) Si on dissout 60 g de substance X dans 300 mL d’eau à 20oC, cette solution sera-t-elle saturée?

52 oC

Il faut chauffer 100 mL d’eau jusqu’à 52oC pour dissoudre 120 g de la substance Y

i) Jusqu’à quelle température faut-il chauffer 100 mL d’eau afin de réussir à dissoudre complètement 120 g de substance Y ?

195 g

195 g- 30 g = 165 g qu’on doit ajouter pour saturer la solution à 80oC

195 g

-30 g

165 g

j) On dissout 30 g de substance Z dans 100 mL d’eau à 25oC. On chauffe cette solution jusqu’à 80oC. Combien faut-il ajouter de substance Z pour que cette solution soit saturée?

42 g

60 g- 42 g = 18 g qui se déposera au fond quand on refroidit à 35oC la solution Z contenant 60 g de soluté

k) Quelle est la masse de précipité obtenue lorsqu’on abaisse de 60oC à 35oC la température d’une solution de 60 g de Z dans 100 mL d’eau ?

70 g

-31 g

39 g

70 g- 31 g = 39 g se déposera au fond

l) Si on met 70 g de Z dans 100 mL d’eau à 70oC et qu’ensuite on abaisse la température à 30oC, quelle sera la masse du précipité formé?

340 g dans 200 mL d’eau

x g dans 100 mL d’eau170 g 170 g

-141 g

29 g

29 g x 2 = 58g de Y qui se déposera au fond pour 200 mL de cette solution

m) Quelle masse de Y se précipitera si on abaisse la température de 200 mL d’une solution contenant 340 g de Y de 90oC à 65oC?