Solubilité et dissolution

Quand un solide disparaît dans l'eau — comprendre la dissolution et ses limites.

1 L'idée

Verser du sucre dans de l'eau et remuer : le sucre semble disparaître. Il s'est dissous — ce phénomène est la dissolution. Le résultat est un mélange homogène appelé solution.

Le solvant est le liquide dans lequel on dissout (ex : l'eau).
Le soluté est la substance dissoute (ex : le sucre, le sel).

Tous les solutés ne peuvent pas se dissoudre indéfiniment. La solubilité est la masse maximale de soluté (en grammes) que l'on peut dissoudre dans $100$ g de solvant, à une température donnée. Si l'on dépasse cette limite, la solution est saturée : le soluté en excès reste visible au fond du récipient.

2 Relations à retenir

Conservation de la masse

$m_{\text{solution}} = m_{\text{solvant}} + m_{\text{soluté}}$

Solubilité s

$s = \text{masse maximale de soluté (g) pour 100 g de solvant (à température fixée)}$

3 Exemples

Exemple A — Conservation de la masse

On dissout $5{,}0$ g de sel dans $200$ g d'eau.

$m_{\text{solution}} = m_{\text{eau}} + m_{\text{sel}} = 200 + 5{,}0 = 205{,}0$ g

Exemple B — Solution saturée

La solubilité du sel à $20\,°C$ est de $36$ g pour $100$ g d'eau.

On ajoute $40$ g de sel dans $100$ g d'eau : seuls $36$ g se dissolvent.

Les $40 - 36 = 4$ g en excès restent au fond : la solution est saturée.

Méthode — Analyser une dissolution

Identifier le solvant (le liquide) et le soluté (la substance ajoutée).
Observer le mélange : est-il homogène (transparent, sans dépôt) ? C'est une solution.
Comparer la masse de soluté ajoutée à la valeur de solubilité : si elle dépasse la limite, la solution est saturée et un dépôt apparaît.

Erreurs fréquentes

Le soluté dissous n'a pas disparu : il est invisible mais toujours présent — la masse est conservée.
La solubilité augmente en général avec la température : un solide se dissout davantage à chaud.
Mélange homogène ne signifie pas corps pur : une solution contient plusieurs substances.
C'est le liquide (présent en plus grande quantité) qui est le solvant, pas l'inverse.