Chimie des solutions

Chimie des solutions

La chimie des solutions est la branche de la chimie qui s'intéresse à toutes les réactions en solution. La solution peut être par exemple aqueuse ou organique.

Étendue du domaine étudié

L'étude des solutions est un très vaste domaine. Pour le cerner, il faut considérer ce qu'on appelle « solution ». La chimie des solutions s'intéresse plus particulièrement aux solutions solides et liquides mais surtout liquides, avec le cas des solutions aqueuses qui a été étudié depuis longtemps. Dans le cas des solutions liquides, on étudie par exemple :

  • les interactions soluté - solvant et le rôle du solvant dans ces interactions ;
  • les propriétés physiques de la solution (points de solidification/évaporation) ;
  • la solubilité des solutés et leur processus de dissolution ;
  • l'électrolyse du solvant et des solutés.

Réactions en solutions aqueuses

Ces réactions font intervenir un échange de particules dans un couple de donneur / accepteur[1].

Lorsque les particules échangées sont des électrons, une réaction d'oxydoréduction a lieu. Elle est caractérisée par un potentiel d'oxydoréduction.

Réaction d'oxydoréduction
Particule échangée Électron (e)
Donneur Réducteur
Accepteur Oxydant
Potentiel d'oxydoréduction E fonction du potentiel standard E0

Lorsque les particules échangées sont des ions ou des molécules, des réactions acido-basiques, de complexation ou de précipitation ont lieu. Elles sont caractérisées par leur concentration ou par leur cologarithme décimal de concentration.

Réaction acido-basique Réaction de complexation Réaction de précipitation
Particule échangée Proton (H+) Ligand : ion ou molécule polaire Ion (anion ou cation)
Donneur Acide Donneur de ligand Précipité[1]
Accepteur Base Accepteur de ligand Ion (cation ou anion)
Cologarithme décimal de concentration en H+ : pH fonction du pKa avec Ka constante d'acidité en donneur : fonction du pKf avec Kf constante de formation[3] 
ou
en accepteur : fonction du pKf avec Kf constante de dissociation[4]
en anion ou en cation : fonction du pKs avec Ks produit de solubilité

Notes et références

  1. a et b Chimie générale, Jean Le Hir, Annick Bécam et Julien Lalande, Masson, 1996, (ISBN 9782225849138), page 166
  2. Formation constant, IUPAC Gold BOOK
  3. Stability constant, IUPAC Gold Book