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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 463 — #471
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ÉQUILIBRE HÉTÉROGÈNE EN SOLUTION AQUEUSE
1.3 Solubilité, calcul de solubilité dans l’eau pure
Définition et calcul
La solubilité d’un solide est la quantité maximale de ce solide que l’on peut dissoudre dans
1 L de solution. Cette solubilité est exprimée en mol·L −1 ou de façon massique en g·L −1 .
Définition
Un corollaire important de cette définition est souvent utilisé en pratique : si une solution
(V = 1 L) est saturée, la quantité de solide passé en solution est égale à la solubilité du solide
dans la solution considérée. Notons que la nature de la solution peut influer sur la valeur de la
solubilité. Il convient alors de préciser clairement la solution dans laquelle la solubilité d’un
solide est calculée. Envisageons le précipité PbSO 4 (s) (de pK s = 7, 8) et le précipité PbI 2 (s)
(de pK s = 8, 1). Le but est de calculer dans les deux cas la solubilité du solide dans l’eau pure.
Pour cela, supposons l’introduction de PbSO 4 (s) d’une part et de PbI 2 (s) d’autre part dans
une solution de façon à obtenir une solution saturée et notons s la solubilité du solide dans
chacun des deux cas. Réalisons un bilan : la solubilité correspond à l’avancement volumique
de la réaction de solubilisation.
PbSO 4 (s)
=
Pb
2+
+ SO
2–
4
EI
excès
0
0
EF
excès
s
s
PbI 2 (s)
=
Pb
2+
+ 2 I –
EI
excès
0
0
EF
excès
s
2s
Dans les deux cas le produit de solubilité doit être vérifié : K s (PbSO 4 ) = s 2 d’où :
s =
K s (PbSO 4 ) = 1,3.10
−4 mol·L
−1 .
De même K s (PbI 2 ) = s(2s) 2 d’où :
s =
3
K s (PbI 2 )
4
= 1,3.10
−3 mol·L
−1 .
Notons que l’action de l’eau sur l’ion sulfate (SO
2–
4 , base faible) est ici négligée.
Cet exemple invite à la prudence : il convient de distinguer la solubilité et la constante d’équilibre K s . Il ne faut pas simplement comparer des valeurs numériques des
constantes pour déduire une relation entre solubilités ; la relation entre K s et s dépend de la stœchiométrie de l’équilibre de solubilisation. K s (PbI 2 ) < K s (PbSO 4 ) ici
mais PbI 2 (s) se révèle plus soluble dans l’eau pure que PbSO 4 (s).
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1.3 Solubilité, calcul de solubilité dans l’eau pure
Définition et calcul
La solubilité d’un solide est la quantité maximale de ce solide que l’on peut dissoudre dans
1 L de solution. Cette solubilité est exprimée en mol·L −1 ou de façon massique en g·L −1 .
Définition
Un corollaire important de cette définition est souvent utilisé en pratique : si une solution
(V = 1 L) est saturée, la quantité de solide passé en solution est égale à la solubilité du solide
dans la solution considérée. Notons que la nature de la solution peut influer sur la valeur de la
solubilité. Il convient alors de préciser clairement la solution dans laquelle la solubilité d’un
solide est calculée. Envisageons le précipité PbSO 4 (s) (de pK s = 7, 8) et le précipité PbI 2 (s)
(de pK s = 8, 1). Le but est de calculer dans les deux cas la solubilité du solide dans l’eau pure.
Pour cela, supposons l’introduction de PbSO 4 (s) d’une part et de PbI 2 (s) d’autre part dans
une solution de façon à obtenir une solution saturée et notons s la solubilité du solide dans
chacun des deux cas. Réalisons un bilan : la solubilité correspond à l’avancement volumique
de la réaction de solubilisation.
PbSO 4 (s)
=
Pb
2+
+ SO
2–
4
EI
excès
0
0
EF
excès
s
s
PbI 2 (s)
=
Pb
2+
+ 2 I –
EI
excès
0
0
EF
excès
s
2s
Dans les deux cas le produit de solubilité doit être vérifié : K s (PbSO 4 ) = s 2 d’où :
s =
K s (PbSO 4 ) = 1,3.10
−4 mol·L
−1 .
De même K s (PbI 2 ) = s(2s) 2 d’où :
s =
3
K s (PbI 2 )
4
= 1,3.10
−3 mol·L
−1 .
Notons que l’action de l’eau sur l’ion sulfate (SO
2–
4 , base faible) est ici négligée.
Cet exemple invite à la prudence : il convient de distinguer la solubilité et la constante d’équilibre K s . Il ne faut pas simplement comparer des valeurs numériques des
constantes pour déduire une relation entre solubilités ; la relation entre K s et s dépend de la stœchiométrie de l’équilibre de solubilisation. K s (PbI 2 ) < K s (PbSO 4 ) ici
mais PbI 2 (s) se révèle plus soluble dans l’eau pure que PbSO 4 (s).
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