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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 265 — #273
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CARACTÉRISTIQUES DES SOLVANTS ; DISSOLUTION
• étape d’ionisation : création d’une paire d’ions ;
• étape de dissociation : séparation de la paire d’ions ;
• étape de solvatation : établissement d’interactions attractives stabilisantes entre les ions
et le solvant (hydratation dans le cas de l’eau).
Illustrons ces trois processus dans le cas du chlorure d’hydrogène HCl :
• ionisation :
HCl → H
+ Cl
− (formation de la paire d’ions)
• dissociation :
H
+ Cl
−
→ H
+ · · · · · · Cl
− (séparation de la paire d’ions)
• solvatation :
H
+
→ H
+ (aq) et Cl
−
→ Cl
− (aq)
où la notation X (aq) désigne une entité établissant une interaction avec les molécules
d’eau du solvant (entité solvatée).
Cette dissolution est résumée par :
HCl
=
H
+ (aq) + Cl
− (aq).
L’étape de solvatation est une étape de création d’interactions attractives (d’origine électrostatique) entre le solvant (eau) et les ions. Il peut s’agir d’interactions ion/dipôle qui tendent à
aligner le moment dipolaire de l’eau et le champ électrique
−
→
E créé par l’ion. En effet l’énergie
d’interaction électrostatique prend dans ce cas la forme U = − −
→ µ .
−
→
E et présente une valeur
minimale (correspondant donc à la situation la plus stable) lorsque le moment dipolaire −
→ µ
et le champ électrique
−
→
E sont parallèles. Notons que dans certains cas (solvatation d’ions
fluorure. . .) ce sont des liaisons hydrogène qui contribuent le plus efficacement au phénomène de solvatation. La figure 5.14 indique l’orientation réciproque des ions et de l’eau lors
du processus de solvatation.
O
H
H
O H
H
O
H
H
O
H
H
µ
E
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
µ
E
FIGURE 5.14 – Solvatation d’un cation et d’un anion par l’eau (interaction ion-dipôle)
Pour des composés initialement ioniques (par exemple le chlorure de sodium NaCl(s) ou
le nitrate d’ammonium NH 4 NO 3 (s)) il n’existe pas de phase d’ionisation. L’introduction en
solution aqueuse est résumée par :
NaCl (s)
=
Na
+ (aq) + Cl
− (aq).
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