Chapitre I
Rappels bibliographiques
37
Où A et B représentent des espèces dans la phase liquide et x et y leurs stœchiométries
respectives. Les phénomènes de précipitation se produisent sur la surface des phases solides
du sol ou dans la phase aqueuse interstitielle du milieu. En milieu naturel, les métaux
précipitent principalement sous forme de carbonates, de sulfure ou d’hydroxydes.
Les équilibres de précipitation sont gouvernés par les produits de solubilité K s :
K s = {A}
x . {B}
y …………………………. (3)
Où {A} et {B} représentent les activités des espèces dans le liquide et x et y leurs
stœchiométries respectives. L’espèce formée précipite lorsque le produit de solubilité est
dépassé.
B.1.3. Complexation
La formation de complexes conditionne pour une grande part l’état chimique sous lequel se
trouvent les ions en solution et en particulier les cations métalliques. (Bourg, 1988 in Chatain,
2004) distingue ainsi la ‘complexation de surface’ qui a pour conséquence l’adsorption du
métal sur la matrice solide, et la ‘complexation en solution’ qui favorise la mobilité du métal.
Les complexes formés sont des entités chimiques comportant au moins une liaison de
coordination. Une telle liaison s’établit entre un atome (singulier ou d’une molécule)
« donneur » appelé ligand, disposent d’au moins d’une paire d’électrons libres (comme NH 3 ),
et un atome ou ionmétallique « accepteur » possédant au moins une orbitale vide. La
molécule d’eau elle-même est le ligan le plus rencontré dans les écosystèmes, ainsi que les
anions comme : OH
-
, Cl
-
, CO 3
2, PO 4
3, CN
-
, … (Stumm et Morgan, 1996 in Lenoble, 2003).
La plupart des ligans inorganiques sont ‘mono-dentés’, ils peuvent former qu’une seule
liaison de complexation. A l’inverse, un ligan est dit ‘multidenté’ lorsqu’il peut fournir
plusieurs doublets électroniques, c’est le cas particulier des ligands organiques (Evans, 1989).
La complexation avec des ligands multidentés est désignée par le terme de ‘chélation’. Les
espèces chimiques sont fixées par des ligands organiques. Elle permet de former des
complexes plus stables (Yong et al., 1992).
La formation de complexes de surface est décrite par (Fig.7):
- Des phénomènes d’adsorption non spécifique : par un échange d’ions qui est de nature
purement électrostatique, on parle alors de ‘complexes de sphère externe’
- Mais surtout par des phénomènes d’adsorption spécifique, impliquant une réaction
chimique par échange de ligands et modifiant le point de charge nulle de la surface
impliquée, c’est les complexes de ‘sphère interne’ (Herbellion, 1994).
Rappels bibliographiques
37
Où A et B représentent des espèces dans la phase liquide et x et y leurs stœchiométries
respectives. Les phénomènes de précipitation se produisent sur la surface des phases solides
du sol ou dans la phase aqueuse interstitielle du milieu. En milieu naturel, les métaux
précipitent principalement sous forme de carbonates, de sulfure ou d’hydroxydes.
Les équilibres de précipitation sont gouvernés par les produits de solubilité K s :
K s = {A}
x . {B}
y …………………………. (3)
Où {A} et {B} représentent les activités des espèces dans le liquide et x et y leurs
stœchiométries respectives. L’espèce formée précipite lorsque le produit de solubilité est
dépassé.
B.1.3. Complexation
La formation de complexes conditionne pour une grande part l’état chimique sous lequel se
trouvent les ions en solution et en particulier les cations métalliques. (Bourg, 1988 in Chatain,
2004) distingue ainsi la ‘complexation de surface’ qui a pour conséquence l’adsorption du
métal sur la matrice solide, et la ‘complexation en solution’ qui favorise la mobilité du métal.
Les complexes formés sont des entités chimiques comportant au moins une liaison de
coordination. Une telle liaison s’établit entre un atome (singulier ou d’une molécule)
« donneur » appelé ligand, disposent d’au moins d’une paire d’électrons libres (comme NH 3 ),
et un atome ou ionmétallique « accepteur » possédant au moins une orbitale vide. La
molécule d’eau elle-même est le ligan le plus rencontré dans les écosystèmes, ainsi que les
anions comme : OH
-
, Cl
-
, CO 3
2, PO 4
3, CN
-
, … (Stumm et Morgan, 1996 in Lenoble, 2003).
La plupart des ligans inorganiques sont ‘mono-dentés’, ils peuvent former qu’une seule
liaison de complexation. A l’inverse, un ligan est dit ‘multidenté’ lorsqu’il peut fournir
plusieurs doublets électroniques, c’est le cas particulier des ligands organiques (Evans, 1989).
La complexation avec des ligands multidentés est désignée par le terme de ‘chélation’. Les
espèces chimiques sont fixées par des ligands organiques. Elle permet de former des
complexes plus stables (Yong et al., 1992).
La formation de complexes de surface est décrite par (Fig.7):
- Des phénomènes d’adsorption non spécifique : par un échange d’ions qui est de nature
purement électrostatique, on parle alors de ‘complexes de sphère externe’
- Mais surtout par des phénomènes d’adsorption spécifique, impliquant une réaction
chimique par échange de ligands et modifiant le point de charge nulle de la surface
impliquée, c’est les complexes de ‘sphère interne’ (Herbellion, 1994).