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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 460 — #468
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CHAPITRE 8 – ÉQUILIBRES DE SOLUBILITÉ
De même l’acide benzoïque noté PhCOOH est peu soluble dans l’eau, le solide est alors en
équilibre avec une forme solvatée de l’acide benzoïque. L’équilibre réalisé s’écrit :
PhCOOH (s)
=
PhCOOH (aq).
Dans la suite, nous admettrons en absence d’informations particulières que si un solide est
constitué d’ions, celui-ci se solubilise en solution aqueuse sous forme d’ions. Dans ce genre
de situation il n’y a pas d’ambiguité et on ne précise pas toujours l’appartenance des ions à
la phase aqueuse.
Constante d’équilibre K s
L’équilibre :
A p B q (s)
=
p A
n+ (aq) + q B
m− (aq).
figurant le composé solide à gauche (avec un coefficient stœchiométrique égal à −1) est
qualifié d’équilibre de solubilisation (ou encore d’équilibre de solubilité). Lorsqu’il est
établi à une température donnée (c’est-à-dire lorsque le solide est effectivement présent), une
constante d’équilibre est vérifiée. Elle est traditionnellement notée K s :
K s =
[A n+ ]
c ◦
p
×
[B m− ]
c ◦
q
et engage les concentrations en espèces dissoutes A n+ et B m− lorsque l’équilibre est établi
(concentrations à l’équilibre). La grandeur c ◦ = 1 mol·L −1 peut être omise si on s’astreint à
exprimer chacune des concentrations en mol·L −1 . La grandeur pK s est aussi rencontrée, elle
est définie par pK s = − log K s .
Attention, K s est une constante d’équilibre, par conséquent fixée pour une température donnée (298 K en absence d’indication). En terme d’ordre de grandeur,
la constante d’équilibre K s est une grandeur généralement inférieure à 1. Prenons
garde par ailleurs à l’écriture de la constante d’équilibre de l’équilibre de solubilisation : l’activité d’un solide est égale à 1.
À titre d’exemples, considérons les cas du chlorure d’argent AgCl(s) et du sulfure de fer
Fe 2 S 3 (s). Lorsque le précipité AgCl(s) est présent, un équilibre est réalisé entre le solide et
les ions en solution :
AgCl (s)
=
Ag
+
+ Cl
− .
La constante d’équilibre s’écrit K s (AgCl) =
Ag
+
Cl
−
= 10 −9,7 (à 298 K). De même
lorsque le précipité Fe 2 S 3 (s) est présent, l’équilibre solide/espèces dissoutes fait intervenir
les ions présents dans le solide et s’écrit :
Fe 2 S 3 (s)
=
2 Fe
3+
+ 3 S
2− .
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De même l’acide benzoïque noté PhCOOH est peu soluble dans l’eau, le solide est alors en
équilibre avec une forme solvatée de l’acide benzoïque. L’équilibre réalisé s’écrit :
PhCOOH (s)
=
PhCOOH (aq).
Dans la suite, nous admettrons en absence d’informations particulières que si un solide est
constitué d’ions, celui-ci se solubilise en solution aqueuse sous forme d’ions. Dans ce genre
de situation il n’y a pas d’ambiguité et on ne précise pas toujours l’appartenance des ions à
la phase aqueuse.
Constante d’équilibre K s
L’équilibre :
A p B q (s)
=
p A
n+ (aq) + q B
m− (aq).
figurant le composé solide à gauche (avec un coefficient stœchiométrique égal à −1) est
qualifié d’équilibre de solubilisation (ou encore d’équilibre de solubilité). Lorsqu’il est
établi à une température donnée (c’est-à-dire lorsque le solide est effectivement présent), une
constante d’équilibre est vérifiée. Elle est traditionnellement notée K s :
K s =
[A n+ ]
c ◦
p
×
[B m− ]
c ◦
q
et engage les concentrations en espèces dissoutes A n+ et B m− lorsque l’équilibre est établi
(concentrations à l’équilibre). La grandeur c ◦ = 1 mol·L −1 peut être omise si on s’astreint à
exprimer chacune des concentrations en mol·L −1 . La grandeur pK s est aussi rencontrée, elle
est définie par pK s = − log K s .
Attention, K s est une constante d’équilibre, par conséquent fixée pour une température donnée (298 K en absence d’indication). En terme d’ordre de grandeur,
la constante d’équilibre K s est une grandeur généralement inférieure à 1. Prenons
garde par ailleurs à l’écriture de la constante d’équilibre de l’équilibre de solubilisation : l’activité d’un solide est égale à 1.
À titre d’exemples, considérons les cas du chlorure d’argent AgCl(s) et du sulfure de fer
Fe 2 S 3 (s). Lorsque le précipité AgCl(s) est présent, un équilibre est réalisé entre le solide et
les ions en solution :
AgCl (s)
=
Ag
+
+ Cl
− .
La constante d’équilibre s’écrit K s (AgCl) =
Ag
+
Cl
−
= 10 −9,7 (à 298 K). De même
lorsque le précipité Fe 2 S 3 (s) est présent, l’équilibre solide/espèces dissoutes fait intervenir
les ions présents dans le solide et s’écrit :
Fe 2 S 3 (s)
=
2 Fe
3+
+ 3 S
2− .
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