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Les processus de dissolution et de cristallisation peuvent être représentés comme suit :
Bien que les termes cristallisation et précipitation soient utilisés pour décrire la séparation d’un soluté solide d’une solution, la cristallisation fait référence à la formation d’un solide avec une structure cristalline bien définie, tandis que la précipitation fait référence à la formation de tout solide en phase solide, souvent avec des particules différentes sans structure définie.
Comment prépare-t-on une solution saturée ?
Par solution saturée, on entend une solution qui contient la quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans le solvant indiqué . C’est-à-dire que dans la solution, il y a un point où plus aucun soluté ne peut être dissous, et après ce point, la précipitation du solide a lieu, ou la libération du gaz selon l’état dans lequel la dissolution a lieu .
Une solution saturée est préparée en ajoutant continuellement du soluté jusqu’à ce que le point soit atteint où le soluté apparaît sous forme de solide précipité ou de cristaux, formant une solution saturée.
En tant que formation plus simplifiée d’une solution saturée, l’ajout de sucre à l’eau peut être pris comme exemple, où les étapes suivantes sont effectuées :
- Le sucre est ajouté à un verre d’eau.
- Au départ, avec quelques cuillères à soupe, le sucre se dissout doucement dans l’eau avec une petite agitation mécanique.
- Plus on ajoute de sucre, plus il faut d’efforts pour le dissoudre, même en remuant vigoureusement.
- Il arrive un moment où le sucre ne se dissout pas, et reste solide dans la partie inférieure du verre : c’est alors que la solution commence à se saturer.
degrés de saturation
Il existe trois degrés de saturation d’une solution :
- Solution saturée : Une solution saturée est une solution dans laquelle la réaction chimique vis-à-vis d’une substance donnée est en équilibre, telle que l’eau gazeuse.
- Solution insaturée : cette solution qui n’est pas en équilibre par rapport à une substance dissoute. Vous pouvez ajouter plus de soluté, qui se dissoudra sans problème.
- Solution sursaturée ou sursaturée: C’est une solution qui contient plus de substance dissoute qu’elle ne le pourrait dans des conditions normales, comme cela se produit en appliquant de la chaleur dans le cas de liquides et de solides.
Facteurs affectant le point de saturation
La quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans un solvant à une pression et une température spécifiques est sa solubilité . La solubilité peut être exprimée par :
- La masse de soluté par volume de solvant (g/L).
- La masse de soluté par masse de solvant (g/g).
- Les moles de soluté par volume de solvant (mol/L).
Même lorsque les substances sont très solubles, il existe une limite à la quantité de soluté pouvant se dissoudre dans une quantité donnée de solvant. En général, la solubilité d’une substance ne dépend pas uniquement de facteurs énergétiques, mais également de la température, voire de la pression dans le cas des gaz.
Par exemple, dans 100 grammes d’eau à 20 ºC, vous pouvez dissoudre :
- 177 g de Nal
- 91,2 g de NaBr
- 35,9 g de NaCl
- 4,1 g NaF
Cependant, à 70 ºC, la solubilité augmente, donc dans 100 g d’eau, on peut dissoudre :
- 295 g de Nal
- 119g NaBr
- 37,5 g de NaCl
- 4,8 g NaF
Lorsqu’une solution contient le maximum de soluté possible, on dit qu’elle est saturée. Si la solution contient moins que la quantité maximale possible de soluté, elle n’est pas saturée. Lorsqu’une solution est saturée et qu’il y a un excès de soluté présent, le taux de dissolution est exactement égal au taux de cristallisation ou de précipitation.
Ainsi, en utilisant la valeur indiquée précédemment pour NaCl, c’est-à-dire 35,9 g de NaCl dans 100 ml à 20 ºC, une solution aqueuse de ce sel sera saturée en ajoutant plus de ces 35,9 g à 100 ml, et si agiter jusqu’à autant que possible est dissous, nous obtiendrons une solution saturée homogène, après avoir éliminé le soluté non dissous par filtration.
Étant donné que la solubilité de la plupart des solides augmente avec l’augmentation de la température, une solution saturée préparée à haute température contiendra plus de soluté dissous qu’à basse température. Lorsque cette solution refroidit, elle peut devenir une solution sursaturée. De la même manière que cela se produit avec un liquide surfondu ou surchauffé, car une solution sursaturée n’est pas stable.
On peut conclure ce qui suit :
- Lorsque la température augmente, la solubilité des réactions avec les éléments solides et liquides augmente ; pour les solutions gazeuses, le contraire se produirait, c’est-à-dire que la solubilité diminuerait avec l’augmentation de la température.
- La vitesse de cristallisation des précipités solides dépend de la quantité de soluté à la surface du cristal.
- La dissolution du soluté est également favorisée par une agitation mécanique.
- La réponse d’équilibre qui se forme suit le principe de Le Chatelier, qui dépend des changements des conditions de température, de pression et de concentration auxquelles il est soumis.
Exemples courants de solutions saturées
- Les boissons gazeuses sont un exemple des solutions saturées les plus couramment utilisées. Dans ces types de boissons, l’eau est un solvant et le carbone est inclus comme soluté jusqu’à ce que le point de saturation soit atteint.
- De nombreuses recettes préparées dans la cuisine impliquent de dissoudre du sel, du sucre et d’autres ingrédients ménagers dans de l’eau. Cette procédure dépend de la température. Lorsque la température de l’eau augmente, la solubilité du soluté augmente. Après avoir atteint le point de saturation, le soluté forme une couche visible au-dessus du solvant.
- Le sol qui existe à la surface de la terre peut également être considéré comme un mélange saturé d’azote. Une fois le point de saturation atteint, l’excès d’azote est libéré dans l’air sous forme de gaz.
Les références
13.2 : Solutions saturées et solubilité – Chimie LibreTexts. (2022). Extrait le 10 avril 2022, de https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_Solutions/13.02%3A_Saturated_Solutions_and_Solubility
Qu’est-ce qu’une solution saturée ? (avec exemples). (2019). Extrait le 10 avril 2022, de https://www.lifeder.com/solucion-pressed/
Qu’est-ce qu’une solution saturée – Préparation, types et exemples. (2022). Extrait le 10 avril 2022, de https://byjus.com/chemistry/pressed-solution/
