QU'EST-CE QU'UNE SOLUTION SATURÉE? (AVEC DES EXEMPLES) - CHIMIE - 2025

Une solution saturée est une solution chimique qui contient la concentration maximale de soluté dissous dans un solvant. Il est considéré comme un état d'équilibre dynamique où les vitesses à laquelle le solvant dissout le soluté et la vitesse de recristallisation sont égales (J., 2014).

Le soluté supplémentaire ne se dissoudra pas dans une solution saturée et apparaîtra dans une phase différente, soit un précipité s'il s'agit d'un solide dans un liquide, soit une effervescence s'il s'agit d'un gaz dans un liquide (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Un exemple de solution saturée est illustré à la figure 1. Dans les figures 1.1, 1.2 et 1.3, il y a un volume constant d'eau dans le bêcher. Dans la figure 1.1, le processus de saturation commence, là où le soluté commence à se dissoudre, représenté par les flèches rouges.

Sur la figure 1.2, une grande partie du solide s'est dissoute, mais pas complètement en raison du processus de recristallisation, représenté par les flèches bleues.

Dans la figure 1.3, seule une petite quantité de soluté reste non dissoute. Dans ce cas, la vitesse de recristallisation est supérieure à la vitesse de dissolution. (tipes de saturation, 2014)

Le point de concentration maximale d'un soluté dans un solvant est appelé point de saturation.

Facteurs affectant la saturation

La quantité de soluté qui peut être dissoute dans un solvant dépendra de différents facteurs, dont les plus importants sont:

Température

La solubilité augmente avec la température. Par exemple, plus de sel peut être dissous dans l'eau chaude que dans l'eau froide.

Cependant, il peut y avoir des exceptions, par exemple, la solubilité des gaz dans l'eau diminue avec l'augmentation de la température. Dans ce cas, les molécules de soluté reçoivent de l'énergie cinétique lors de leur échauffement, ce qui facilite leur évacuation.

Pression

Une pression accrue peut forcer la dissolution du soluté. Ceci est couramment utilisé pour dissoudre les gaz dans les liquides.

Composition chimique

La nature du soluté et du solvant et la présence d'autres produits chimiques dans la solution affectent la solubilité. Par exemple, plus de sucre peut être dissous dans l'eau que de sel dans l'eau. Dans ce cas, on dit que le sucre est plus soluble.

L'éthanol dans l'eau est complètement soluble les uns avec les autres. Dans ce cas particulier, le solvant sera le composé qui se trouve en plus grande quantité.

Facteurs mécaniques

Contrairement à la vitesse de dissolution, qui dépend principalement de la température, la vitesse de recristallisation dépend de la concentration en soluté à la surface du réseau cristallin, qui est favorisée lorsqu'une solution est immobile.

Par conséquent, l' agitation de la solution empêche cette accumulation, maximisant la dissolution (tipes de saturation, 2014).

Courbes de saturation et de solubilité

Les courbes de solubilité sont une base de données graphique où la quantité de soluté qui se dissout dans une quantité de solvant est comparée, à une température donnée.

Les courbes de solubilité sont généralement tracées pour une quantité de soluté, solide ou gazeux, dans 100 grammes d'eau (Brian, 2014).

Les courbes de saturation pour divers solutés dans l'eau sont illustrées à la figure 2.

Sur l'axe des coordonnées, nous avons la température en degrés centigrades, et sur l'axe des abscisses, nous avons la concentration de soluté exprimée en grammes de soluté pour 100 grammes d'eau.

La courbe indique le point de saturation à une température donnée. La zone sous la courbe indique que vous avez une solution non saturée et que vous pouvez donc ajouter plus de soluté.

La zone au-dessus de la courbe a une solution sursaturée. (Courbes de solubilité, sf)

En prenant le chlorure de sodium (NaCl) comme exemple, à 25 degrés centigrades, environ 35 grammes de NaCl peuvent être dissous dans 100 grammes d'eau pour obtenir une solution saturée. (Université de Cambrige, sf)

Exemples de solutions saturées

Des solutions saturées peuvent être trouvées au jour le jour, il n'est pas nécessaire d'être dans un laboratoire de chimie. Le solvant ne doit pas nécessairement être de l'eau. Voici des exemples quotidiens de solutions saturées:

- Les boissons gazeuses et les boissons gazeuses en général sont des solutions saturées de dioxyde de carbone dans l'eau. C'est pourquoi, lorsque la pression est relâchée, des bulles de dioxyde de carbone se forment.

-Les sols terrestres sont saturés d'azote.

-Vous pouvez ajouter du sucre ou du sel au vinaigre pour former une solution saturée.

-Ajouter du chocolat en poudre au lait jusqu'à ce qu'il ne se dissolve pas, il forme une solution saturée.

-Le lait peut être saturé de farine à un point tel qu'aucune farine ne peut plus être ajoutée au lait.

-Le beurre fondu peut être saturé de sel, lorsque le sel ne se dissout plus.

Qu'est-ce qu'une solution sursaturée?

La définition d'une solution sursaturée est celle qui contient plus de soluté dissous que ce qui pourrait normalement être dissous dans le solvant. Cela se fait généralement en augmentant la température de la solution.

Une légère modification de la solution ou l'introduction d'un «germe» ou d'un minuscule cristal de soluté forcera la cristallisation du soluté en excès. S'il n'y a pas de point de nucléation pour la formation de cristaux, le soluté en excès peut rester en solution.

Une autre forme de sursaturation peut se produire lorsqu'une solution saturée est soigneusement refroidie. Ce changement de conditions signifie que la concentration est en fait supérieure au point de saturation, la solution a été sursaturée.

Cela peut être utilisé dans le processus de recristallisation pour purifier un produit chimique: il se dissout jusqu'au point de saturation dans un solvant chaud, puis lorsque le solvant refroidit et que la solubilité diminue, un excès de soluté précipite.

Les impuretés, qui sont présentes à une concentration beaucoup plus faible, ne saturent pas le solvant et restent donc dissoutes dans le liquide.

Références

1. Anne Marie Helmenstine, P. (7 juillet 2016). Définition et exemples de solution saturée. Récupéré de about: about.com
2. Université de Cambrige. (sf). Courbes de solubilité. Récupéré de dynamiccience.com: dynamiccience.com.au.
3. Exemples de solution saturée. (sf). Récupéré de yourdcitionary: examples.yourdictionary.com.
4. , S. (4 juin 2014). Solutions saturées et sursaturées. Récupéré de socratic.org: socratic.org.
5. James, N. (nd). Solution saturée: définition et exemples. Récupéré de study.com: study.com.
6. , B. (14 octobre 2014). Solutions saturées et sursaturées. Récupéré de socratic.org: socratic.org.
7. Courbes de solubilité. (sf). Récupéré de KentChemistry: kentchemistry.com.
8. Tipes de saturation. (2014, 26 juin). Récupéré du libretex de chimie: chem.libretexts.org.