Produit de solubilité - Définition

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Produit de solubilité dans l'eau à 25 °C : exemples de valeurs numériques

Par ordre de solubilité décroissante

Formule Nom Ks
NaCl Chlorure de sodium 38,98
NiCO3 Carbonate de Nickel 1,3 . 10 -7
TiBrO3 Bromate de titane 1,7 . 10-4
CaC2O4 Oxalate de calcium 2 . 10-9
PbCl2 Chlorure de Plomb 1,6 . 10 -5
MnS Sulfure de manganèse 2,5 . 10-13
Ca(OH)2 Hydroxyde de calcium 5,5 . 10-6
Cu(OH)2 Hydroxyde de cuivre 2,2 . 10-20
TiBr Bromure de titane 3,4 . 10-6
HgS Sulfure de mercure 4 . 10-53

La valeur du produit de solubilité dépend de la température. En général, elle croît avec la température.

Le produit de solubilité est un nombre sans dimension, il n'a donc pas d'unité. Non, le produit de solubilité n'est pas un produit de concentrations, mais un produit de valeurs numériques (en mol/L) de concentrations. Il s'agit d'une constante thermodynamique intervenant dans la Loi d'action de masse.

Effet d’ion commun

Quel est le comportement d’un composé que l’on dissout dans une solution qui contient un ion de ce composé ?

Soit par exemple la dissolution du chlorure d’argent dans une solution d’ acide chlorhydrique de concentration molaire 0,1 M. L’acide chlorhydrique étant un acide fort se dissocie complètement en cations H+ et anions Cl-. Le chlorure d’argent se dissocie suivant la réaction :

 AgCl {\qquad}\overrightarrow{\rm{\leftarrow }}{\qquad}  Ag^+ + Cl^-

De manière qualitative en utilisant le principe de Le Chatelier, on montre que l’augmentation d’ion chlorure (donc à droite de l’équilibre) provoque un déplacement de l’équilibre vers la gauche. La présence d’ion chlorure diminue la solubilité du chlorure d’argent.

Exemple :

Dans l’eau pure la solubilité du chlorure d’argent est :

 AgCl {\qquad}\overrightarrow{\rm{\leftarrow }}{\qquad}  Ag^+ + Cl^-
Espèce chimique AgCl Ag+ Cl-
t=0 s 0 0
Équilibre 0 s s

K_s = \left[ Ag^+ \right]  .  \left[ Cl^- \right]

K_s = s.s = s^2 = 1,8 . 10^{-10}\,

s = 1,35.10^{-5} mol.L^{-1}\,

Si l’on dissout du chlorure d’argent dans la solution d’acide chlorhydrique 0,1 M la situation est la suivante :

 AgCl {\qquad}\overrightarrow{\rm{\leftarrow }}{\qquad}  Ag^+ + Cl^-
Espèce chimique AgCl Ag+ Cl-
t=0 s’ 0 0,1
Équilibre 0 s’ s’+0,1

K_s = \left[ Ag^+ \right]  .  \left[ Cl^- \right]

K_s = s^\prime.(s^\prime+0,1) = 1,8 . 10^{-10}\,

On peut faire l’hypothèse que s est très faible devant 0,1. On peut alors écrire :

K_s = 0,1 s^\prime = 1,8 . 10^{-10}\,

s^\prime = 1,8.10^{-9} mol.L^{-1}\,

s^\prime < s

La solubilité du chlorure d'argent dans une solution d'acide chlorhydrique est inférieure à sa solubilité dans l'eau pure.

Vérification de l’hypothèse de calcul : 1,8.10^{-9} mol.L^{-1}\,<< 0.1 . Il était possible de faire l’approximation.

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Attention : dans le cas contraire, si l’approximation n’est pas justifiée c'est-à-dire si les deux termes sont plus ou moins du même ordre de grandeur, il faut résoudre l’équation du deuxième degré afin de déterminer la solubilité
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