764 Chapitre 29
Dissolution et précipitation
Mg
2+
CO
2–
3
= K s (MgCO 3 ) = 6,8 · 10
−6 (pK s = 5,2).
Quel lien existe-il entre le produit de solubilité et la concentration des ions dans
la solution saturée ?
K s étant la constante d’équilibre de la réaction de dissolution d’un solide, plus K s est grand
(pK s petit), plus l’équilibre de dissolution est déplacé dans le sens direct et plus la concentration
en cations et en anions est grande.
La solubilité d’un solide est la quantité maximale de solide pouvant être dissoute par litre de
solvant. Elle s’exprime souvent en mol · L
−1 .
Définition : Solubilité
La solubilité molaire s’identifie à la concentration molaire en ions au sein d’une solution
saturée uniquement si les coefficients stœchiométriques intervenant dans la réaction de
dissolution valent 1.
On peut rencontrer des solubilités exprimées en g · mol
−1 . Dans ce cas, il suffira de convertir la
concentration molaire en concentration massique à l’aide de la masse molaire.
Calculons la solubilité du carbonate de calcium dans de l’eau pure en ne tenant pas compte, dans
un premier temps, du caractère basique de l’ion carbonate.
La dissolution du carbonate de calcium se traduit par le tableau d’avancement ci-dessous, établi pour un volume de solution de 1 L (tableau d’avancement en concentrations). L’avancement
volumique s’identifie à la solubilité cherchée s =
Ca
2+
=
CO
2–
3
à l’équilibre.
CaCO 3 (s)
=
Ca
2+ (aq) + CO
2–
3 (aq)
à l’état initial
existe
0
0
à l’équilibre
existe
s
s
La loi de l’équilibre chimique s’écrit
Ca
2+
CO
2–
3
= K s (CaCO 3 ), soit s
2 = K s (CaCO 3 ).
Nous avons donc s =
K s (CaCO 3 ) = 7,1 · 10
−5 mol · L
−1 . La masse molaire valant
M (CaCO 3 ) = 100,1 g · mol
−1 , la solubilité du carbonate de calcium est de 7,1 mg · L
−1 .
De manière analogue pour le carbonate de magnésium, s =
K s (MgCO 3 ) = 2,6 · 10
−3 mol · L
−1 .
La masse molaire étant M (MgCO 3 ) = 84,3 g · mol
−1 , sa solubilité vaut 0,22 g · L
−1 .
Nous pouvons remarquer que le carbonate de magnésium est plus soluble que le carbonate de
calcium, ce qui est en accord avec les valeurs des K s . Attention toutefois aux cas où les coefficients
stœchiométriques sont différents dans les deux réactions de dissolution.
• Écrire la réaction de dissolution du solide.
• Écrire le tableau d’avancement pour 1 L de solution, où l’avancement volumique est la
solubilité s cherchée.
• Appliquer la loi de l’équilibre chimique pour déterminer l’inconnue s.
Méthode 29.1 : Déterminer la solubilité d’un solide
Exercice (29.1)
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Dissolution et précipitation
Mg
2+
CO
2–
3
= K s (MgCO 3 ) = 6,8 · 10
−6 (pK s = 5,2).
Quel lien existe-il entre le produit de solubilité et la concentration des ions dans
la solution saturée ?
K s étant la constante d’équilibre de la réaction de dissolution d’un solide, plus K s est grand
(pK s petit), plus l’équilibre de dissolution est déplacé dans le sens direct et plus la concentration
en cations et en anions est grande.
La solubilité d’un solide est la quantité maximale de solide pouvant être dissoute par litre de
solvant. Elle s’exprime souvent en mol · L
−1 .
Définition : Solubilité
La solubilité molaire s’identifie à la concentration molaire en ions au sein d’une solution
saturée uniquement si les coefficients stœchiométriques intervenant dans la réaction de
dissolution valent 1.
On peut rencontrer des solubilités exprimées en g · mol
−1 . Dans ce cas, il suffira de convertir la
concentration molaire en concentration massique à l’aide de la masse molaire.
Calculons la solubilité du carbonate de calcium dans de l’eau pure en ne tenant pas compte, dans
un premier temps, du caractère basique de l’ion carbonate.
La dissolution du carbonate de calcium se traduit par le tableau d’avancement ci-dessous, établi pour un volume de solution de 1 L (tableau d’avancement en concentrations). L’avancement
volumique s’identifie à la solubilité cherchée s =
Ca
2+
=
CO
2–
3
à l’équilibre.
CaCO 3 (s)
=
Ca
2+ (aq) + CO
2–
3 (aq)
à l’état initial
existe
0
0
à l’équilibre
existe
s
s
La loi de l’équilibre chimique s’écrit
Ca
2+
CO
2–
3
= K s (CaCO 3 ), soit s
2 = K s (CaCO 3 ).
Nous avons donc s =
K s (CaCO 3 ) = 7,1 · 10
−5 mol · L
−1 . La masse molaire valant
M (CaCO 3 ) = 100,1 g · mol
−1 , la solubilité du carbonate de calcium est de 7,1 mg · L
−1 .
De manière analogue pour le carbonate de magnésium, s =
K s (MgCO 3 ) = 2,6 · 10
−3 mol · L
−1 .
La masse molaire étant M (MgCO 3 ) = 84,3 g · mol
−1 , sa solubilité vaut 0,22 g · L
−1 .
Nous pouvons remarquer que le carbonate de magnésium est plus soluble que le carbonate de
calcium, ce qui est en accord avec les valeurs des K s . Attention toutefois aux cas où les coefficients
stœchiométriques sont différents dans les deux réactions de dissolution.
• Écrire la réaction de dissolution du solide.
• Écrire le tableau d’avancement pour 1 L de solution, où l’avancement volumique est la
solubilité s cherchée.
• Appliquer la loi de l’équilibre chimique pour déterminer l’inconnue s.
Méthode 29.1 : Déterminer la solubilité d’un solide
Exercice (29.1)
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