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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 469 — #477
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INFLUENCE DU PH SUR LA SOLUBILITÉ
4 Influence du pH sur la solubilité
Lorsque l’une des espèces dissoutes intervenant dans l’équilibre de solubilité manifeste des
propriétés acido-basiques, la solubilité est sensible au pH.
4.1 Loi de modération - Réaction prépondérante généralisée
Considérons un équilibre de solubilité, noté simplement :
A (s)
=
B + C.
Imaginons que B soit une espèce manifestant des propriétés basiques. Par ajout d’ions H + , le
pH diminue et B est consommé par la réaction acido-basique :
B + H
+
=
BH
+ .
Une loi de modération appliquée à l’équilibre de solubilité permet de comprendre que
l’équilibre soit déplacé dans le sens de formation des espèces dissoutes. En effet, la consommation de l’espèce B déplace l’équilibre de solubilisation du solide A vers la droite : la solubilité de A(s) augmente si le pH diminue (à cause du rôle basique de l’une des espèces dissoutes). De façon réciproque, si on envisage une substance B acide, c’est une augmentation
du pH par apport de base (ions hydroxyde HO
– par exemple) qui provoquera la disparition
de B et donc un déplacement de l’équilibre de solubilité dans le sens des espèces dissoutes
(augmentation de la solubilité de A(s)). Considérons par exemple B espèce basique, l’action
de l’acide H + sur le solide A(s) peut être écrite en utilisant une réaction prépondérante
généralisée. Le solide A(s) est engagé dans l’équilibre :
A (s)
=
B + C
de constante d’équilibre K s , tandis que le composé B réagit sur l’ion H + selon :
B + H
+
=
BH
+
de constante d’équilibre K ◦
T . Si K ◦
T K s , le composé B est a priori en très faible quantité
dans le milieu et le processus chimique est souvent décrit par la réaction :
A (s) + H
+
=
BH
+
+ C
de constante d’équilibre K s K ◦
T .
4.2 Exemples
Solubilité de AgCH 3 COO(s)
Il s’agit d’un premier exemple d’exercice classique, à traiter en utilisant toujours le même raisonnement. Le but est ici d’exprimer la solubilité s de AgCH 3 COO(s) en fonction de [H 3 O + ],
puis de distinguer deux cas limites (dits cas asymptotiques) pour exprimer très simplement :
ps = − log s = f (pH).
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4 Influence du pH sur la solubilité
Lorsque l’une des espèces dissoutes intervenant dans l’équilibre de solubilité manifeste des
propriétés acido-basiques, la solubilité est sensible au pH.
4.1 Loi de modération - Réaction prépondérante généralisée
Considérons un équilibre de solubilité, noté simplement :
A (s)
=
B + C.
Imaginons que B soit une espèce manifestant des propriétés basiques. Par ajout d’ions H + , le
pH diminue et B est consommé par la réaction acido-basique :
B + H
+
=
BH
+ .
Une loi de modération appliquée à l’équilibre de solubilité permet de comprendre que
l’équilibre soit déplacé dans le sens de formation des espèces dissoutes. En effet, la consommation de l’espèce B déplace l’équilibre de solubilisation du solide A vers la droite : la solubilité de A(s) augmente si le pH diminue (à cause du rôle basique de l’une des espèces dissoutes). De façon réciproque, si on envisage une substance B acide, c’est une augmentation
du pH par apport de base (ions hydroxyde HO
– par exemple) qui provoquera la disparition
de B et donc un déplacement de l’équilibre de solubilité dans le sens des espèces dissoutes
(augmentation de la solubilité de A(s)). Considérons par exemple B espèce basique, l’action
de l’acide H + sur le solide A(s) peut être écrite en utilisant une réaction prépondérante
généralisée. Le solide A(s) est engagé dans l’équilibre :
A (s)
=
B + C
de constante d’équilibre K s , tandis que le composé B réagit sur l’ion H + selon :
B + H
+
=
BH
+
de constante d’équilibre K ◦
T . Si K ◦
T K s , le composé B est a priori en très faible quantité
dans le milieu et le processus chimique est souvent décrit par la réaction :
A (s) + H
+
=
BH
+
+ C
de constante d’équilibre K s K ◦
T .
4.2 Exemples
Solubilité de AgCH 3 COO(s)
Il s’agit d’un premier exemple d’exercice classique, à traiter en utilisant toujours le même raisonnement. Le but est ici d’exprimer la solubilité s de AgCH 3 COO(s) en fonction de [H 3 O + ],
puis de distinguer deux cas limites (dits cas asymptotiques) pour exprimer très simplement :
ps = − log s = f (pH).
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