eîeeeCertains solides

ll[. ^{Les solutions aqueuses}

Leçon 10. L'eau esf wt ^solv.ant aaaaa ->(->(-><- eîeee

Certains solides forment avec I'eau des mélanges homogènes. On

dit

encore qu'ils se

dissolvent dans I'eau. Comment se dissout le sel dans I'eau ?

I. ^{Dissoudre un solide dans I'eau}

1.

Peut-on dissoudre

n'importe

quel solide dans

I'eau

^?

a)

Ou'est-ce

qu'une

dissolution ^?

On peut dire qu'un composé se dissout dans un liquide si ce composé n'est

plus

observable dans

le

mélange après agitation

: le

mélange obtenu est donc homogène

b) Tentative

^de

dissolution

de plusieurs solides Expérience ^:

Dans cinq béchers differents contenant de I'eau on ajoute : du sel, du sucre, du sulfate de cuivre anhydre, du sable et de la terre puis on agite.

:-1 + ^.'l

lrrélange nrélange ^rrtélange

eau r sulfate de eau t soble eou I terrtl cuivre anhydre

Essais de dissolution de plusieurs solides.

Observations ^:

-

^Bécher

I :

les cristaux de sel ne sont plus visibles : le sel se dissoul clarrs

I'eau.'

-

Bécher 2

:

les cristaux de suere ne sont plus visibles: le sucre se dissout dans I'eau. ^-

-

Bécher

3 :

le sulfate de cuivre anhydre colore le mélange en bleu mais

ses cristaux ont

disparu

; ^{le sulfate de cuivre}

^{anhydre se}

dissout dans I'eau.

-

^Bécher

⁴ :

les grains de sable se disposent rapidement au fond du récipier-rt le sable ne se dissout pas.

-

Bécher 5

:

les particules de terre se dispersent dans I'eau mais restent visibles _{; la tene} ne se dissout ^pas.

Lorsque

le solide forme un

mélange

liorrogène

avec

l'eau on dit

que le solide se dissout dans I'eau ou le solide est soluble dans I'eau.

Exemple : le sel, le sucre, le sulfate de cuivre anhydre.

Lorsque

le solide ne

peut pas se dissoudre,

on dit qu'il est insoluble;

le rnélange obtenu est hétérogène.

Exemple : le sable, la terre.

t:l

nrélange lrrélange

eou't çel edu I sur-:re

Chimie C2 5l

III. Les solutions aqueuses

2. Solution

aqueuse

La dissolution

d'une espèce chimique (appelé soluté) dans

un

grand volume de liquide (appelé solvant) donne un mélange que

I'on

appelle

solution.

- ^Le

soluté peut être solide,

liquide

ou gazeux,

rlais

sera toujours

en

petite

quantité

par rapport au solvant.

-

Lorsque le solvant est I'eau, on parle de solution aqueuse.

Remarque

;

- ^il

^{existe des solutions non aqueuses} obtenues,.avec d'autres solvants colnûle

par

exemple

les

so

utions alcooliques que I'on obtient en utilisant

de

I'alcool comme solvant.

- Lessolides qui

se dissolvent dans

I'eau ne

^changent

pas d'état. Ils

ne

deviennent pas

liquides mais

se morcellent'seulement

en

particules trop petites pour être vues à I'ceil nu.

3. Retrouver

le sel dissous

Le

sel

a-t-il

disparu ? Pour le savoir, faisons chauffer notre

Une fois

I'eau vaporisée, du sel s'est déposée sur la paroi du

solution aqueuse.

tube.

Le

sel était donc touiours présent dans la solution d'eau salée.

4. Saturation d'une

solution

Il

existe une limite à la quantité de solide qu'on peut dissoudre dans un volume d'eau.

Quand cette limite est atteinte, on dit que la solution est saturée.

Tant

^que

la lirnite

de saturation n'est pas obtenue

le

composé soluble ajouté dans I'eau se dissout

Lorsque

la

lirnite de saturation est atteinte le solide ne se dissout

plus

et reste

visible.

II.La conservation de la

masse

lors d'une dissolution

Le

solvant

et le

soluté

ont

chacun une masse.

La

masse de

la solution

obtenue conespond-elle à la sornme de ces masses ^?

Si I'on dissous du sel dans de I'eau les grains de sel ne disparaissent pas vraiment mais

ils

se morcellent en particules beaucoup plus petites et invisibles à

l'æil

^nu.

La disparition du

sel lors d'une dissolution n'est donc qu'apparente

puisqu'il y

^a

toujours la rnêrne quantité de sel.

Etant donné que

le

sel ne disparait pas vraiment

il

^conserve

la

masse

qu'il

avait avant la dissolution.

Ainsi

si I'on dissout

l0

^{g de sel dans} 200 g d'eau alors le rnélange obtenu aura une masse égale à200

+

10 soit 210 g.

Une substance dissoute est

toujours

présente dans la solution

Clrirnie C2 52

III. Les solutions aqueuses

Ce raisonnement

peut

être étendu

à

toutes les dissolutions

et I'on dit qu'il y

a

conservation de la masse lors d'une dissolution :

la

masse totale du solvant et du soluté mélangés est égale à la masse de la solution aqueuse obtenue.

La

masse se conserve lors d'une dissolution.

lII. La concentration massique d'une solution

La

concentration

d'une

solution est mesurée par rapport

à la

masse de soluté dissoute et au volume de

solvant

: c'est Ia concentration massique.

concentration massiare

:

^{masse de soluté dissoute}

^(e'

^g)

'

volume de solvant ^(en L)

L'unité

légale de la concentration massique est le

gramme par litre

(g

/L).

Ce calcul revient à déterrniner la masse de soluté

qu'il y

a dans

I L

de solution.

Exemple (1) : si un

litre

d'eau contient 50 g de sel, sa concentration est de 50

g/L

Exemple (2) : On dissout 3 g de sel dans 50 rnl- d'eau. Quelle ^{est sa} concentration

massique ^? Solution

Convertir d'abord le volume du solvant en

litre

: 50

rnl. :0,05 _L

Concentration massiQue

=

^{masse de} soluté dissoute (en

g)

_{3 s}

votunle de solvant ^(en

L)-: *fo:

⁶⁰

^glL

Remarque:

- Le pourcentage

massique indique la quantité en masse d'une substance par le pourcentage d'une substance d'un rnélange.

Par exemple : si une bouteille contient 40 gramrnes d'étlranol et 60 grammes d'eau, elle contient 400Â d'éthanol en rnasse.

- La

concentration volurnique indique la quantité en volurne

d'une

substance par le pourcentage d'une substanie d'un rnélange.

Par exernple : une bière étiquetée à 5% signifie

qu'elle

contient 502 d'éthanol c'est-à-dire 5 rnl- par 100

rnl.

L'esrcntiel ^a retenif

Certains solides colrlme le sel et le sucre se dissolvent dan l'eau. L'eau est Ie

solvant et

le

sel

ou le

sucre est le soluté.

Le

rnélange hornogène obtenu est une solution aqueuse.

La

concentration rnassique d'une solution correspond

à la

masse de soluté dissoute dans

un litre

de solution. En changeant

le

volurne du solvant

ou

la masse du soluté, on fait varier cette concentration.

Clrirrrie C2

aQaQa

-><-><-><-

eeeee

53

4.

5.

IIl. Les solutions aqueuses

Exercices --- Application du coufii --- Utilisation des connaissances ---

aaaaa -x-x-><- eeeeî

l. ^Comment

nomme-t-on

le

mélange

obtenu en dissolvant un soluté dans

un solvant ?

2.

On dissout du sel dans I'eau. Qu'appelle-t-on ^< solvant )), ⁽⁽ soluté >, << solution > ?

Le sel disparaît-il vraiment lors de sa dissolution ? Expliquer.

3.

Recopier le tableau èn mettant une croix si la substance est soluble dans I'eau.

Pourquoi dit-on que la masse se conserve lors de la dissolution

d'un

solide dans I'eau ?

Recopier

et

compléter avec les mots suivants

:

chauffe, hétérogène, homogène, l'eau, saturée, soluble, soluté, sucre.

Lors d'une dissolution,

le

est

.. ...

dans le solvant.

Quand

on

fabrique une solution aqueuse sucrée, on dissout

du . ...

dans cle

... La

solution limpide obtenue est un

mélange ... si

on met beaucoup de sucre,

il

ne se dissout plus.

La

solution est

.. ^... et le

rnélange

devient ... si

on

...

^.,

il

peut redevenir lirnpide.

Recopier les phrases suivantes en choisissant Ia bonne proposition en italique.

a) A l'æil

nu, on ^peut

/ on

ne peut

pas

distinguer au moins deux constituants

d'un

mélange hétérogène.

b)

L'eau salée est un rnélange homogène

/

hétérogène.

c)

Le solvont

/

le soluté est soluble dans le solvunt

/

^Ie sotuté.

d)

Le soluté disparoît

/

ne disparaît pas dans le

solvant.

²

Qui

^a

raison

?

<

En

dissolvant 20

g

de sel dans 150

g

d'eau, on

a

150

g

d'eau salée,

car

le sel

disparaît > dit Dèng.

< Pas du tout > dit Maly, très catégorique.

Qui ^{a raison ?}

Quelle

^{est donc}

la

valeur réelle

de la

rtasse de

solution

obtenue

? Justifier

la reponse.

B.

Réponds par

( _VRAI

_{)) oLl ((}

FAttx

⁾⁾ aux affinnations suivantes ^:

a)

On peut dissoudre n'importe quelle substance dans I'eau.

b)

On peut dissoudre des gaz dans I'eau.

c)

On peut dissoudre plus de sel dans l'eau chaude que dans l'eau froide.

d)

I-a nasse d'une solution est égale à la rnasse du solvant.

e)

La rlasse d'un litre d'eau est égale à

I

Kg.

6.

7.

Sulfate de cuivre Sable Soluble

dans I'eau

Chirrie C2

Ill. Les solutions aqueuses

9.

Dans les situations ci-dessous, quelle est la substance dissoute et quel est le solvant.

Situation Substance dissoute Solvant

Je sucre un bonbon.

Je plonge un sachet de thé dans de I'eau chaude.

Je sucre mon café.

Je sale mon bouillon.

Le dissolvant permet d'enlever le vernis sur les ongles.

J'enlève une tache de gras sur mon pantalon avec un détachant.

l0.Choisis la bonne réponse. Pour chaque question, une seule réponse est exacte.

O

_Qu'est-ce qu'un solvant ?

a)

Un solvant est un liquide dans lequel on va dissoudre le soluté.

b)

Un solvant est un liquide dans lequel on va faire fondre le soluté.

c)

Un solvant est le solide que I'on va dissoudre dans le soluté.

O

_Qu'est-ce ^qu'un soluté ^?

a)

Un soluté est un liquide dans lequel on va dissoudre le solvant.

b)

Un soluté est un soluté qui va faire fondre dans un solvant.

c)

Un soluté est un solide que I'on va dissoudre dans un solvant.

@ On rnélange du sel et de I'eau.

a)

Le mélange obtenu est de I'eau de mer.

b)

Le rnélarrgc obtenu est homogène, c'est une solution aqueuse.

c)

Le mélange obtenu'est un mélange hétérogène.

d)

Le rnélange obtenu est un distillat.

@ Pour fabriquer une solution de sel à 30

g/L

^:

a)

Je prends un récipient gradué de 200 mL et une masse de 90 g de sel.

b)

Je pèse 15

gde

sel et

je

prends un récipient gradué contenant 500 rnl- d'eau.

c)

Je prends

30 g de sel

et

je

rajoute doucernent

de I'eau en

mélangeant jusqu'à ce que tout le sel soit dissous.

I 1.On dissout 5,0 rng de glucose dans de I'eau. La solution obtenue a un volume de

20 dL. Quelle ^est la concentration massique du glucose ^?

12.a) Un sirop de menthe a une concentration en sucre de 700 g/L. Dans un verre, ^on verse 2 cL de ce sirop. Quelle rrasse de sucre cela représente-t-il ?

b)

Dans ces 2

cL

de sirop, on rajoute ensuite de l'eau, de manière à avoir au total 20

cL

de liquide. L'eau va-t-elle dissoudre le sirop ? Aura-t-on en remuant, un mélange hornogène ou hétérogène ?

c)

_Quelle ^sera la concentration en sucre de la boisson fabriquée

ici

^?

Chirnie C2 55

IIL Les solutions aqueuses

13. Une eau minérale est dite < calcique

) si

sa concentration massique en ion calcium est supérieure

à

150 mg/L. une bouteille de

Vittel

de 0,5

L contient

101

mg d'ion

calcium. Calculer la concentration massique en ion calcium. Est-elle calcique ?

l4.Dans une fiole

^jaugée,

on

dissouT

0,4 g

de pastilles

de

soude dans

un

peu d'eau

distillée.

Après dissolution, on ajoute encore de I'eau

distillée

pour

obtenir

100 mL de solution de soude. Calculer la concentration massique de la solution de soude.

15. En prenant son cafë dans une tasse de 50 mL, on dissout un morceau de sucre de lnasse 5

g

(c'est la taille réglementaire des rectangles). Calculer la concentratiôn massique du ^sucre.

16.

Pour obtenir

500

mL

d'eau sucrée,

on a

dissous

25 g

de sucre dans de I'eau.

Calculer la concentration massique de cette solution (en

g/L)

17.Une

solution

aqueuse de glucose

a

une concentration massique de

40 glL. Elle

contient 5 g de glucose dissous. Quel ^est le volume de la solution ^?

l8.Quelle

est

la

masse de sel dissoute dans 100

mL d'une solution d'eau

salée de concentration massique 20

g/L

^?

19.On prépare les solutions suivantes ^:

Solution

A

: solution de 200 rnl- renfermant 20 g de sel.

Solution

B

: solution de 4

L

renfermant 300 g de sel.

Quelle ^est la solution la plus concentrée ? (Justifier la réponse par des calculs) 20.La concentration maxirnale d'une solution de sel dans l'eau est 300

glL.

Aloun

a dissous 70

g

de sel dans I'eau.

Le

volume de

la

solution obtenue est de 250

mL.

a)

_Quelle ^est la concentration de cette solution ^?

b)

Cette solution est-elle saturée ? (Ju-stifier la réponse)

aaaaa

-><-><-><-

eeeîe

Chimie C2 56