66 Chimie pour les étudiants en médecine ...
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H'/O'-._H
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1
H
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O-H ······ ·0···· ··
H
- 0'-._
H
H
1
0 '-._H
Les molécules d'eau sont
capables de solvater aussi
bien les cations que les
anions.
5.4 L'eau à l'état liquide
Lorsque la glace fond, c'est-à-dire se transforme en eau liquide, la structure dont l'enchevêtrement est régulier se disloque. Ceci permet aux
molécules d'eau liquide de se rassembler de manière plus compacte que
dans le solide, de sorte que l'eau liquide est plus dense que la glace. Ceci
est une propriété absolument extraordinaire car, pour la majorité des
éléments et des composés, la fo rme liquide est moins dense que le
solide. Les implications de ce fait insolite sont profondes en ce qui
concerne la biosphère. Ainsi, c'est par le haut qu'une masse d'eau se met
à geler et, si des blocs de glace se forment, ceux-ci flottent à la surface
de l'eau liquide. Quoi qu'il en soit, la couche gelée isole l'eau soµs-jacente
du froid extérieur, ce qui permet de maintenir suffisamment d'eau
liquide pour les organismes qui y vivent.
Dans l'eau à l'état liquide, les molécules sont toujours retenues par
des liaisons hydrogène mais, au lieu d'être enchevêtrées de manière
rigide avec un ensemble de voisines, comme dans la glace, celles-ci sont
libres de changer continuellement de partenaires. À un moment précis, une molécule d'eau interagira par liaisons hydrogène avec, disons,
jusqu'à quatre molécules voisines. Un instant après, cette même molécule d'eau peut très bien être associée à un ensemble de quatre autres
molécules d'eau.
Cette aptitude des molécules d'eau à s'accoler par des liaisons hydrogène à d'autres molécules voisines explique une autre propriété curieuse
de l'eau, en l'occurrence son point d'ébullition élevé. En fait, l'eau est
une très petite molécule, de fa ible masse moléculaire. Les molécules qui
lui ressemblent, et même si leur masse est supérieure, se présentent
sous fo rme de gaz à la température ordinaire. Citons en guise d'exemples, l'ammoniac, NH 3 , et le sulfure d'hydrogène, HzS, qui sont tous
deux des gaz à la température ambiante. Ce sont les importantes forces exercées par les liaisons hydrogène entre les molécules d'eau qui
retiennent celles-ci à proximité immédiate et qui font que l'eau reste à
l'état liquide jusqu'à 100 °C.
5.5 Les solutions
Le caractère polaire des molécules d'eau et leur aptitude à former des
liaisons hydrogène explique que l'eau est capable de dissoudre de nombreuses substances. On obtient ainsi une solution. La substance qui est
dissoute s'appelle le soluté. Quan t à la substance dans laquelle le soluté
est dissous, il s'agit du solvant.
L'e au dissout certains solides ioniques en séquestrant lesdits ions
dans une sorte de cage constituée de molécules d'eau polaires. Les
schémas apparaissant dans la marge montrent comment cela se réalise.
Les cations, c'est-à-dire les ions positif s , interagissent de manière liante
avec les atomes d'oxygène, négativement polarisés, des molécules d'eau.
Quant aux anions, c'est-à-dire les ions négatifs, ils sont solvatés cette
fois par l'entremise des atomes d'hydrogène, positivement polarisés, des
molécules d'eau. Ainsi, les molécules d'eau peuvent se lier aux ions, en
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Les molécules d'eau sont
capables de solvater aussi
bien les cations que les
anions.
5.4 L'eau à l'état liquide
Lorsque la glace fond, c'est-à-dire se transforme en eau liquide, la structure dont l'enchevêtrement est régulier se disloque. Ceci permet aux
molécules d'eau liquide de se rassembler de manière plus compacte que
dans le solide, de sorte que l'eau liquide est plus dense que la glace. Ceci
est une propriété absolument extraordinaire car, pour la majorité des
éléments et des composés, la fo rme liquide est moins dense que le
solide. Les implications de ce fait insolite sont profondes en ce qui
concerne la biosphère. Ainsi, c'est par le haut qu'une masse d'eau se met
à geler et, si des blocs de glace se forment, ceux-ci flottent à la surface
de l'eau liquide. Quoi qu'il en soit, la couche gelée isole l'eau soµs-jacente
du froid extérieur, ce qui permet de maintenir suffisamment d'eau
liquide pour les organismes qui y vivent.
Dans l'eau à l'état liquide, les molécules sont toujours retenues par
des liaisons hydrogène mais, au lieu d'être enchevêtrées de manière
rigide avec un ensemble de voisines, comme dans la glace, celles-ci sont
libres de changer continuellement de partenaires. À un moment précis, une molécule d'eau interagira par liaisons hydrogène avec, disons,
jusqu'à quatre molécules voisines. Un instant après, cette même molécule d'eau peut très bien être associée à un ensemble de quatre autres
molécules d'eau.
Cette aptitude des molécules d'eau à s'accoler par des liaisons hydrogène à d'autres molécules voisines explique une autre propriété curieuse
de l'eau, en l'occurrence son point d'ébullition élevé. En fait, l'eau est
une très petite molécule, de fa ible masse moléculaire. Les molécules qui
lui ressemblent, et même si leur masse est supérieure, se présentent
sous fo rme de gaz à la température ordinaire. Citons en guise d'exemples, l'ammoniac, NH 3 , et le sulfure d'hydrogène, HzS, qui sont tous
deux des gaz à la température ambiante. Ce sont les importantes forces exercées par les liaisons hydrogène entre les molécules d'eau qui
retiennent celles-ci à proximité immédiate et qui font que l'eau reste à
l'état liquide jusqu'à 100 °C.
5.5 Les solutions
Le caractère polaire des molécules d'eau et leur aptitude à former des
liaisons hydrogène explique que l'eau est capable de dissoudre de nombreuses substances. On obtient ainsi une solution. La substance qui est
dissoute s'appelle le soluté. Quan t à la substance dans laquelle le soluté
est dissous, il s'agit du solvant.
L'e au dissout certains solides ioniques en séquestrant lesdits ions
dans une sorte de cage constituée de molécules d'eau polaires. Les
schémas apparaissant dans la marge montrent comment cela se réalise.
Les cations, c'est-à-dire les ions positif s , interagissent de manière liante
avec les atomes d'oxygène, négativement polarisés, des molécules d'eau.
Quant aux anions, c'est-à-dire les ions négatifs, ils sont solvatés cette
fois par l'entremise des atomes d'hydrogène, positivement polarisés, des
molécules d'eau. Ainsi, les molécules d'eau peuvent se lier aux ions, en