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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 464 — #472
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CHAPITRE 8 – ÉQUILIBRES DE SOLUBILITÉ
2 Effet d’ion commun. Influence sur la solubilité
Nous nous préoccupons dans ce paragraphe de la solubilisation d’un solide (ionique) sous
forme d’ions.
2.1 Exemple, mise en évidence
Reprenons le cas de AgCl(s). La solubilité dans l’eau pure est calculée à 298 K : s =
1,3.10 −5 mol·L −1 . Considérons désormais la dissolution du précipité AgCl(s) dans une solution contenant initialement une concentration c 0 = 0,1 mol·L −1 d’ions chlorure (Cl
– est
un ion commun à la solution initiale et au précipité). En supposant une solution saturée en
solide AgCl(s) et en notant s la solubilité de AgCl(s) (avancement volumique de la réaction
de dissolution du solide) :
AgCl (s)
=
Ag
+
+
Cl
–
EI
excès
0
c 0
EF
excès
s
s + c 0
Le précipité étant présent, le produit de solubilité est vérifié : à 298 K, K s (AgCl) = 10 −9,8 =
s(s + c 0 ) qui conduit à s = 1,8.10 −9 mol·L −1 (valeur très inférieure à la solubilité dans l’eau
pure). De façon évidente, l’introduction extérieure d’un ion présent dans le précipité a conduit
à une diminution de la solubilité du solide : il s’agit de l’effet d’ion commun. Cette observation justifie la nécessité de préciser la composition de la solution dans laquelle le solide est
solubilisé.
2.2 Généralisation, loi de modération
Un effet d’ion commun est rencontré à chaque fois que l’un des ions intervenant dans l’équilibre de solubilité est apporté de façon extérieure. Supposons l’équilibre de précipitation réalisé :
A p B q (s)
=
p A
n+
+ q B
m− .
Si les ions A n+ ou B m− sont apportés de façon extérieure, une loi de modération permet
de comprendre que l’équilibre de solubilité est déplacé dans le sens de formation du précipité : A p B q (s) est formé plus facilement, sa solubilité diminue donc. Précisons la signification
d’une loi de modération. Une loi de modération indique que lorsqu’un équilibre est établi
et qu’une perturbation est provoquée, l’équilibre « réagit » (la position de l’équilibre est modifiée) afin de limiter l’effet de la perturbation. Ici la perturbation est l’ajout extérieur d’ion
commun, la position de l’équilibre est modifiée de façon à consommer cet ajout d’ions. Cette
observation sera justifiée rigoureusement en deuxième année.
3 Intervention des réactions de complexation
La possibilité de complexation de l’une des espèces dissoutes intervenant dans l’équilibre de
précipitation permet d’influer sur la solubilité du solide.
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2 Effet d’ion commun. Influence sur la solubilité
Nous nous préoccupons dans ce paragraphe de la solubilisation d’un solide (ionique) sous
forme d’ions.
2.1 Exemple, mise en évidence
Reprenons le cas de AgCl(s). La solubilité dans l’eau pure est calculée à 298 K : s =
1,3.10 −5 mol·L −1 . Considérons désormais la dissolution du précipité AgCl(s) dans une solution contenant initialement une concentration c 0 = 0,1 mol·L −1 d’ions chlorure (Cl
– est
un ion commun à la solution initiale et au précipité). En supposant une solution saturée en
solide AgCl(s) et en notant s la solubilité de AgCl(s) (avancement volumique de la réaction
de dissolution du solide) :
AgCl (s)
=
Ag
+
+
Cl
–
EI
excès
0
c 0
EF
excès
s
s + c 0
Le précipité étant présent, le produit de solubilité est vérifié : à 298 K, K s (AgCl) = 10 −9,8 =
s(s + c 0 ) qui conduit à s = 1,8.10 −9 mol·L −1 (valeur très inférieure à la solubilité dans l’eau
pure). De façon évidente, l’introduction extérieure d’un ion présent dans le précipité a conduit
à une diminution de la solubilité du solide : il s’agit de l’effet d’ion commun. Cette observation justifie la nécessité de préciser la composition de la solution dans laquelle le solide est
solubilisé.
2.2 Généralisation, loi de modération
Un effet d’ion commun est rencontré à chaque fois que l’un des ions intervenant dans l’équilibre de solubilité est apporté de façon extérieure. Supposons l’équilibre de précipitation réalisé :
A p B q (s)
=
p A
n+
+ q B
m− .
Si les ions A n+ ou B m− sont apportés de façon extérieure, une loi de modération permet
de comprendre que l’équilibre de solubilité est déplacé dans le sens de formation du précipité : A p B q (s) est formé plus facilement, sa solubilité diminue donc. Précisons la signification
d’une loi de modération. Une loi de modération indique que lorsqu’un équilibre est établi
et qu’une perturbation est provoquée, l’équilibre « réagit » (la position de l’équilibre est modifiée) afin de limiter l’effet de la perturbation. Ici la perturbation est l’ajout extérieur d’ion
commun, la position de l’équilibre est modifiée de façon à consommer cet ajout d’ions. Cette
observation sera justifiée rigoureusement en deuxième année.
3 Intervention des réactions de complexation
La possibilité de complexation de l’une des espèces dissoutes intervenant dans l’équilibre de
précipitation permet d’influer sur la solubilité du solide.
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