Solution aqueuse


Solution aqueuse

En chimie, une solution aqueuse est une phase liquide contenant plusieurs espèces chimiques, dont une ultramajoritaire, l'eau (H2O, le solvant), et des espèces ultraminoritaires, les solutés ou « espèces chimiques dissoutes ».

L'étude des solutions aqueuses constitue la majeure partie de la chimie.

Sommaire

Propriétés de solvants de l'eau

L'eau est un bon solvant car :

  • elle a une permittivité électrique importante εc, qui vaut environ 80 à 20 °C, elle divise donc par 80 les forces d'interaction entre les molécules et les atomes, gênant ainsi une cohésion électrostatique ;
  • la molécule d'eau est polaire, donc, si l'espèce est chargée ou si elle a des sites partiellement chargés, les molécules d'eau s'y agglutinent, formant une sorte de « bouclier » ; on parle d'hydratation, ou dans le cas général de solvatation.

Ces propriétés sont dues aux charges électriques qui se trouvent sur chaque atome de la molécule d'eau. L'atome d'oxygène est plus électronégatif à cause de son double non-liant d'électrons. Les atomes d'hydrogène sont plutôt électropositifs, car le proton est plutôt éloigné de l'oxygène. Ainsi, la molécule d'eau peut permettre la formation de petits ponts électrostatiques suffisamment forts pour dissoudre un composé polarisé.

La solvatation des solutés en solution aqueuse

Solution saturée

Une solution saturée est obtenue par dissolution d'un soluté dans un solvant ; la solution est saturée lorsque le soluté introduit ne peut plus se dissoudre et forme un précipité.

Exemples
On utilise des solutions saturées de KCl pour conserver les électrodes en verre des pH-mètres.
Une des électrodes normalisées pour l'électrochimie est l'électrode au calomel saturée en KCl (ECS).

Solution ionique

Une solution ionique est une solution dans laquelle les espèces dissoutes sont des ions.

Critères de solubilité d'un composé dans l'eau

Composés moléculaires

Composés ioniques

Les ions, une fois dans l'eau, se dispersent. les molecules d'eau viennent les entourrer selon la charge qu'ils portent.

Utilisations

Les solutions aqueuses en électrochimie

L'eau est un solvant de choix pour réaliser des électrolyse et autres réactions électrochimiques du fait de son fort pouvoir dissociant corrélé à sa grande stabilité.

Les piles et accumulateurs

Article détaillé : Pile électrique.
Article détaillé : Accumulateur électrique.

La corrosion

Article détaillé : Corrosion.

En métallurgie

Bien que beaucoup de métaux soient oxydable par l'eau ou se corrodent en présence d'eau, celle-ci reste un fluide et un solvant indispensable pour le traitement des minerais en métallurgie.

La purification électrochimique

Un méthode d'obtention de métal très pur est passe par une électrolyse ou l'anode est en métal impur et la cathode en métal pur. Ce procédé permet aussi avec un bon choix de la tension de travail de récupérer et valoriser les impuretés (or et argent dans le cas du cuivre)

Article détaillé : Purification électrochimique du cuivre.

La séparation des minerais

Un étape importante de la métallurgie de nombreux métaux comme le plomb, les lanthanides ou la mine de platine passe par une mise en solution puis des précipitations sélectives pour isoler individuellement les métaux présents dans le minerai.

Article détaillé : cémentation.

L'eau comme solvant en chimie organique

Un solvant de réaction

Un solvant de séparation

Article détaillé : Relargage.

Utilisation d'eau supercritique

Voir aussi

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