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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 266 — #274
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CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
Cette introduction dans l’eau se limite à une phase de dissociation suivie d’une phase de
solvatation (hydratation). La phase d’ionisation est favorisée par les solvants de fort moment dipolaire, la phase de dissociation est favorisée lorsqu’un solvant possède une forte
permittivité relative (solvants dissociants). La phase de solvatation est elle aussi favorisée
lorsqu’un solvant possède un fort moment dipolaire et une forte permittivité relative. L’eau
est un solvant polaire dissociant, les paires d’ions y sont peu nombreuses.
Un électrolyte fort est une substance ionique ou partiellement ionique dont la dissolution
se traduit par un passage total en solution sous forme d’ions solvatés. Au contraire, une
substance dont la dissolution conduit à un équilibre entre espèces ioniques solvatées et
composé non dissocié électriquement neutre est un électrolyte faible.
Définition
Ainsi, le chlorure d’hydrogène HCl (g) dans l’eau conduit à la réaction quasiment totale :
HCl (g)
=
H
+ (aq) + Cl
− (aq).
De même le nitrate d’ammonium NH 4 NO 3 (s) dans l’eau conduit à la réaction totale :
NH 4 NO 3 (s)
=
NH
+
4 (aq) + NO
−
3 (aq).
Il s’agit d’électrolytes forts.
Au contraire la dissolution d’acide éthanoïque dans l’eau conduit à un équilibre (réaction
limitée) :
CH 3 COOH (aq)
=
CH 3 COO
− (aq) + H
+ (aq)
il s’agit d’un électrolyte faible. L’introduction en solution ne s’accompagne pas obligatoirement de l’apparition d’ions (prenons l’exemple de l’introduction d’éthanol dans l’eau). Le
processus se limite alors à la solvatation (hydratation) du composé introduit. Les interactions attractives mises en jeu entre le solvant et l’espèce introduite sont modélisées par des
interactions de VAN DER WAALS (interactions dipôle/dipôle) ou des liaisons hydrogène.
Solvatation en solvant non aqueux
La solvatation n’est évidemment pas un phénomène propre au solvant eau. L’introduction
d’une substance dans un solvant s’accompagne des étapes d’ionisation et de dissociation décrites dans le cas de l’eau si les propriétés du solvant le permettent (moment dipolaire élevé,
permittivité relative élevée), suivies d’une étape de solvatation (établissement d’interactions
attractives entre le constituant introduit et le solvant). Si les propriétés du solvant ne permettent pas de processus d’ionisation/dissociation, l’introduction de la substance se limite à
la phase de solvatation.
Efficacité de la solvatation des ions
Les ions sont solvatés de façon différente par les différents types de solvants. Ainsi, les solvants polaires protiques solvatent fortement les anions, par établissement de liaisons hydrogène. Les solvants polaires aprotiques qui possèdent des doublets non liants (par exemples
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CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
Cette introduction dans l’eau se limite à une phase de dissociation suivie d’une phase de
solvatation (hydratation). La phase d’ionisation est favorisée par les solvants de fort moment dipolaire, la phase de dissociation est favorisée lorsqu’un solvant possède une forte
permittivité relative (solvants dissociants). La phase de solvatation est elle aussi favorisée
lorsqu’un solvant possède un fort moment dipolaire et une forte permittivité relative. L’eau
est un solvant polaire dissociant, les paires d’ions y sont peu nombreuses.
Un électrolyte fort est une substance ionique ou partiellement ionique dont la dissolution
se traduit par un passage total en solution sous forme d’ions solvatés. Au contraire, une
substance dont la dissolution conduit à un équilibre entre espèces ioniques solvatées et
composé non dissocié électriquement neutre est un électrolyte faible.
Définition
Ainsi, le chlorure d’hydrogène HCl (g) dans l’eau conduit à la réaction quasiment totale :
HCl (g)
=
H
+ (aq) + Cl
− (aq).
De même le nitrate d’ammonium NH 4 NO 3 (s) dans l’eau conduit à la réaction totale :
NH 4 NO 3 (s)
=
NH
+
4 (aq) + NO
−
3 (aq).
Il s’agit d’électrolytes forts.
Au contraire la dissolution d’acide éthanoïque dans l’eau conduit à un équilibre (réaction
limitée) :
CH 3 COOH (aq)
=
CH 3 COO
− (aq) + H
+ (aq)
il s’agit d’un électrolyte faible. L’introduction en solution ne s’accompagne pas obligatoirement de l’apparition d’ions (prenons l’exemple de l’introduction d’éthanol dans l’eau). Le
processus se limite alors à la solvatation (hydratation) du composé introduit. Les interactions attractives mises en jeu entre le solvant et l’espèce introduite sont modélisées par des
interactions de VAN DER WAALS (interactions dipôle/dipôle) ou des liaisons hydrogène.
Solvatation en solvant non aqueux
La solvatation n’est évidemment pas un phénomène propre au solvant eau. L’introduction
d’une substance dans un solvant s’accompagne des étapes d’ionisation et de dissociation décrites dans le cas de l’eau si les propriétés du solvant le permettent (moment dipolaire élevé,
permittivité relative élevée), suivies d’une étape de solvatation (établissement d’interactions
attractives entre le constituant introduit et le solvant). Si les propriétés du solvant ne permettent pas de processus d’ionisation/dissociation, l’introduction de la substance se limite à
la phase de solvatation.
Efficacité de la solvatation des ions
Les ions sont solvatés de façon différente par les différents types de solvants. Ainsi, les solvants polaires protiques solvatent fortement les anions, par établissement de liaisons hydrogène. Les solvants polaires aprotiques qui possèdent des doublets non liants (par exemples
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