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Les solutions : comment les corps se dissolvent et en quelle quantité

Une solution est un mélange uniforme : un soluté est dissous dans un solvant. Dans l'eau (solution aqueuse), le soluté se divise en particules trop petites pour être vues, donc il ne se dépose jamais et il traverse le papier filtre. La concentration indique la quantité de soluté présente (% massique = soluté ÷ solution × 100). La solubilité est la masse maximale qui peut se dissoudre dans 100 g de solvant à une température donnée ; au-delà, la solution est saturée. L'évaporation, la cristallisation et la distillation permettent de séparer une solution.

🎬 L'histoire pas à pas

  1. Mets 20 g de sel (le soluté) dans 100 g d'eau (le solvant). Il se divise en minuscules particules qui se répartissent partout de la même façon. C'est une solution.
  2. La concentration dit quelle quantité de soluté se trouve dans la solution. 20 g dans 120 g de solution, cela fait environ 16.7 % en masse.
  3. Continue d'ajouter du sel. À 20 °C, seulement 32 g peuvent se dissoudre dans 100 g d'eau. Le reste tombe au fond : la solution est saturée.
  4. Chauffe à 60 °C. La solubilité monte à 110 g, donc le solide qui restait se dissout. La plupart des solides se dissolvent mieux dans l'eau chaude.
  5. Fais évaporer toute l'eau. L'eau part sous forme de vapeur et le solide reste sous forme de cristaux. Ainsi, on a séparé la solution.
  6. Jeu libre : change la masse du solide et la température. Devine : tout va-t-il se dissoudre ? Puis vérifie.

Astuce : fais glisser la scène 3D pour la tourner. Utilise deux doigts pour zoomer.

🤔 Les doutes courants, éclaircis

Où va le sel quand il se dissout ?

Il est toujours là, divisé en minuscules particules réparties dans l'eau. La masse de la solution = sel + eau.

Une solution à 16.7 % est-elle « forte » ?

La concentration n'est qu'un nombre : des grammes de soluté pour 100 g de solution. On compare les nombres pour dire laquelle est la plus concentrée.

Pourquoi le solide en excès reste-t-il au fond même si on remue ?

L'eau contient déjà son maximum à cette température (32 g pour 100 g). Remuer ne peut pas relever cette limite.

Pourquoi l'eau chaude dissout-elle davantage ?

La solubilité de la plupart des solides augmente avec la température ; à 60 °C la limite est bien plus haute, donc le reste se dissout.

Comment récupérer le sel ?

On fait évaporer l'eau. La filtration ne marche pas, car les particules dissoutes traversent le filtre.

Ajouter plus de solide rend-il toujours la solution plus concentrée ?

Seulement jusqu'à la saturation. Ensuite, l'excès de solide reste simplement au fond. Essaie en jeu libre.

Soluté, solvant et solution

Une solution est un mélange homogène : il est identique partout. Elle a deux parties :

Quand le solvant est l'eau, on parle de solution aqueuse. L'eau dissout tant de choses qu'on l'appelle le solvant universel. Autres solvants : l'alcool, l'acétone (le dissolvant pour vernis à ongles).

Soluté et solvant peuvent être solides, liquides ou gazeux : sel dans l'eau (solide dans liquide), oxygène dans l'eau (gaz dans liquide), alliages comme le laiton (solide dans solide), air (gaz dans gaz).

Ce qui se passe quand un corps se dissout

Les particules d'eau attirent les particules du soluté et les séparent. Le soluté se répartit en molécules ou en ions isolés, bien trop petits pour être vus.

Propriétés d'une vraie solution

Une suspension (du sable dans l'eau) a de grosses particules qui se déposent. Un colloïde (le lait) a des particules de taille moyenne qui ne se déposent pas mais qui diffusent la lumière.

Dissoudre n'est pas fondre : le sucre se dissout dans l'eau à température ambiante, il ne fond pas.

Concentration

Concentration = quantité de soluté dans une quantité donnée de solution. Une solution diluée contient peu de soluté ; une solution concentrée en contient beaucoup.

Ajouter du solvant (dilution) diminue la concentration, mais la quantité de soluté reste la même.

Solubilité, saturation et température

La solubilité est la plus grande masse de soluté qui se dissout dans 100 g de solvant à une température donnée.

Une courbe de solubilité montre la solubilité en fonction de la température. Pour la plupart des solides, elle monte avec la température. Pour les gaz, elle baisse : une boisson gazeuse tiède perd plus vite ses bulles, et l'eau chaude contient moins d'oxygène pour les poissons.

Remuer et utiliser des grains plus petits font dissoudre un solide plus vite, mais ne changent pas la quantité maximale dissoute. Les échanges d'énergie pendant la dissolution peuvent réchauffer ou refroidir la solution.

« Qui se ressemble s'assemble » : l'eau dissout les sels et le sucre ; l'huile ne se mélange pas à l'eau mais se dissout dans l'essence.

Séparer une solution

La filtration ne marche pas pour une solution, car les particules sont trop petites.

Formules et définitions clés

Exemples résolus

1. On dissout 15 g de sucre dans 135 g d'eau. Calcule le pourcentage massique.

Masse de la solution = 15 + 135 = 150 g. % massique = 15 ÷ 150 × 100 = 10 %.

2. Quelle masse de sel y a-t-il dans 250 g d'une solution salée à 4 % ?

Sel = 4 % de 250 = 0.04 × 250 = 10 g. Eau = 240 g.

3. On dissout 12 g d'hydroxyde de sodium pour faire 500 mL de solution. Calcule la concentration en g/L.

500 mL = 0.5 L. Concentration = 12 ÷ 0.5 = 24 g/L.

4. La solubilité d'un sel à 20 °C est de 36 g pour 100 g d'eau. Quelle masse peut se dissoudre dans 50 g d'eau ?

Moitié moins d'eau, donc moitié moins de soluté : 18 g.

5. Une solution saturée à 60 °C contient 110 g de solide dans 100 g d'eau. On la refroidit à 20 °C, où la solubilité est de 32 g. Quelle masse de solide cristallise ?

110 − 32 = 78 g sortent sous forme de cristaux.

6. Pourquoi ne peut-on pas récupérer le sel de l'eau salée en filtrant ?

Le sel dissous est sous forme de minuscules ions qui passent avec l'eau dans les trous du papier filtre. Il faut faire évaporer l'eau.

Erreurs fréquentes

Quiz d'entraînement

1. Dans l'eau salée, le solvant est :
2. Une solution où plus aucun soluté ne se dissout à cette température est :
3. 10 g de sucre dans 90 g d'eau. % massique =
4. Pour la plupart des solides, quand la température monte, la solubilité :
5. Quelle méthode donne de l'eau pure à partir d'eau salée ?

Entraînement : réponds toi-même

Écris ou choisis ta réponse, puis appuie sur Vérifier. Prends un indice si tu bloques ; la solution complète s'affiche après ta réponse.

Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'une solution en chimie ?

Un mélange homogène où un soluté est dissous dans un solvant, comme le sucre dans l'eau.

Quelle est la différence entre une solution saturée et une solution insaturée ?

Une solution insaturée peut encore dissoudre du soluté à cette température ; une solution saturée ne le peut plus, et l'excès de soluté reste non dissous.

Comment calcule-t-on le pourcentage massique d'une solution ?

% massique = masse de soluté ÷ (masse de soluté + masse de solvant) × 100.

Où c'est enseigné

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