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Solubilité et Extraction

Ce pense-bête résume les principes de la solubilité, de l'extraction liquide-liquide, et des agents tensioactifs.

1. Polarité des Solvants et Solubilité

• Solvant Polaire: constitué de molécules polaires.

• Solvant Apolaire: constitué de molécules apolaires.

Règles de Solubilité (Règle "Qui Se Ressemble, S'Assemble")

• Solides Ioniques: Solubles dans les solvants polaires (grâce aux interactions électrostatiques).

• Solides Moléculaires Polaires: Solubles dans les solvants polaires.

• Solides Moléculaires Apolares: Solubles dans les solvants apolaires.

2. Cohésion des Solides

Cohésion d'un Solide Ionique

• Empilement régulier d'anions (-) et de cations (+).

• Toujours électriquement neutre.

• Assurée par l'interaction électrostatique attractive entre anions et cations.

• Ex: Chlorure de sodium (cation + anion).

Cohésion d'un Solide Moléculaire

• Empilement régulier de molécules électriquement neutres (polaires ou apolaires).

• Assurée par différentes interactions:

  • Interactions de Van der Waals:

  Entre molécules polaires	Entre molécules apolaires
  Attractives entre G⁺ (charges partielles positives) et G⁻ (charges partielles négatives) des molécules.	Attractives entre δ⁺ et δ⁻ qui apparaissent temporairement à cause du mouvement des électrons.

  • Liaisons Hydrogène:

    • Interaction attractive entre un atome d'hydrogène (lié à un atome A très électronégatif comme F, N, O) et le doublet non liant d'un atome X très électronégatif (F, N, O).

Force des Interactions

Du plus faible au plus fort:

1. Interactions de van der Waals (molécules apolaires)

2. Interactions de van der Waals (molécules polaires)

3. Liaisons hydrogène

4. Interactions électrostatiques (entre ions) (Les plus fortes)

3. Dissolution Microscopique des Solides Ioniques dans Solvants Polaires

3 étapes simultanées:

1. Dissociation: Les pôles du solvant attirent les ions du solide, séparant les anions des cations.

2. Solvatation: Les ions dissociés s'entourent de molécules de solvant pour maximiser les interactions attractives.

3. Dispersion: Les ions se dispersent pour former un mélange homogène (solution).

Dissolution Macroscopique (Équation de Réaction)

• Traduit la conservation des éléments et des charges.

• Exemple: Dissolution du chlorure de calcium

$

Concentrations molaires ioniques

• Concentration d'un ion X:

• Pour :

  • Si est la quantité de matière de dissoute:

  • Où .

4. Extraction Liquide-Liquide

Technique pour isoler une espèce chimique d'un solvant vers un nouveau solvant .

Choix du solvant extracteur :

• L'espèce à extraire doit être plus soluble dans que dans .

• doit être non miscible avec .

• doit présenter un danger minimal pour la santé et l'environnement.

5. Agents Tensioactifs

Molécules spéciales avec deux parties distinctes:

• Partie Polaire: Hydrophile (ou Lipophobe) - Soluble dans l'eau.

• Partie Apolaire: Lipophile (ou Hydrophobe) - Soluble dans les graisses, insoluble dans l'eau.

Une espèce possédant à la fois des caractères hydrophiles et lipophiles est dite amphiphile.

Propriétés des Tensioactifs

• Lavantes: utilisées dans les savons et détergents.

• Mouillantes: améliorent l'étalement d'un liquide sur une surface (cosmétiques, produits phytosanitaires).

• Émulsifiantes: stabilisent les émulsions (cuisine, cosmétiques).

Formation des Micelles (Exemple du Savon et d'une Tache d'Huile)

• Les salissures (graisse, huile) sont souvent apolaires.

• En solution aqueuse, les ions carboxylate du savon (tensioactif) s'organisent en micelles autour de la tache d'huile.

• La partie lipophile