- Connaître la composition de l’air et savoir que l’air a une masse.
- Distinguer mélange homogène et hétérogène, liquides miscibles ou non.
- Utiliser le vocabulaire soluté, solvant, solution.
- Savoir que la masse se conserve lors d’une dissolution.
- Exploiter la solubilité et reconnaître une solution saturée.
- Connaître l’influence de la température sur la solubilité, y compris pour les gaz.
L’air, un mélange de gaz
L’air n’est pas une espèce chimique unique : c’est un mélange de gaz. En volume, l’air sec contient :
Composition de l’air sec en volume.
- environ 78 % de diazote N₂ ;
- environ 21 % de dioxygène O₂, le gaz indispensable à la respiration et aux combustions ;
- environ 1 % d’autres gaz : surtout de l’argon, et un peu de dioxyde de carbone (environ 0,04 %).
Mélanges homogènes et hétérogènes
Dans un mélange homogène, on ne distingue pas les constituants à l’œil nu (eau sucrée, sirop dilué). Dans un mélange hétérogène, on les distingue (eau et huile, eau boueuse).
Quand deux liquides ne sont pas miscibles, le moins dense se place au-dessus : l’huile (masse volumique 0,92 g/mL) flotte sur l’eau (1,0 g/mL).
La dissolution
Quand on met du sel dans l’eau et qu’on agite, le sel « disparaît » : il est dissous. On obtient une solution.
| Mot | Définition | Exemple (eau salée) |
|---|---|---|
| soluté | espèce qui est dissoute | le sel |
| solvant | liquide qui dissout | l’eau |
| solution | mélange homogène obtenu | l’eau salée |
Le soluté n’a pas disparu : il est réparti dans tout le solvant, en particules trop petites pour être vues.
La solubilité
On ne peut pas dissoudre une quantité illimitée de soluté. La solubilité est la masse maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans 1 L de solvant, à une température donnée. Elle s’exprime en g/L.
| Soluté (dans l’eau, 20 °C) | Solubilité |
|---|---|
| sel (chlorure de sodium) | environ 360 g/L |
| sucre (saccharose) | environ 2 000 g/L |
Au-delà, le soluté ne se dissout plus et se dépose au fond : la solution est saturée.
1) Solubilité du sel : 360 g pour 1 L, donc pour 100 mL = 0,1 L : 360 × 0,1 = 36 g au maximum.
2) 50 g > 36 g : non, la solution sera saturée et 50 − 36 = 14 g resteront au fond.
Température et gaz dissous
La solubilité dépend de la température. Pour la plupart des solides (sucre, nitrate de potassium), elle augmente quand la température augmente.
Les gaz aussi se dissolvent dans l’eau : le dioxyde de carbone dans les sodas, le dioxygène dans les rivières (indispensable aux poissons). Mais pour les gaz, la solubilité diminue quand la température augmente : un soda tiède perd vite ses bulles.
- L’air : 78 % de diazote, 21 % de dioxygène, 1 % d’autres gaz ; 1 L d’air ≈ 1,2 g.
- Mélange homogène ou hétérogène ; liquides miscibles ou non.
- Soluté + solvant → solution ; la masse se conserve.
- Solubilité : masse maximale dissoute par litre (g/L) ; au-delà, solution saturée.
- Quand la température augmente : solubilité des solides en général ↑, celle des gaz ↓.
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