Solutions et Mélanges

Différence entre un mélange et une solution

Pour ton examen de chimie AP, tu dois connaître les définitions suivantes concernant les solutions et les mélanges.

Une solution est composée d'un soluté et d'un solvant. Un soluté est une substance qui se dissout dans un solvant. Le solvant est un milieu dans lequel le soluté est dissous. Dans les solutions, les propriétés macroscopiques ne varient pas d'un bout à l'autre de l'échantillon.

Pour former une solution, les forces intermoléculaires présentes à la fois dans le soluté et le solvant doivent être rompues, puis de nouvelles forces intermoléculaires doivent se former entre eux .

Un mélange, quant à lui, est constitué de particules qui ne peuvent pas se mélanger uniformément et sont donc considérées comme hétérogènes. Dans les mélanges, les propriétés macroscopiques varient en fonction de l'endroit où l'on se trouve dans le mélange.

Avant de plonger dans les différents types de mélanges et de solutions, nous devons nous rappeler les bases de la solubilité.

• Dans les solides, la solubilité dans l'eau augmente avec la température.
• Dans les gaz, la solubilité dans l'eau diminue avec l'augmentation de la température.
• La plupart des composés ioniques contenant ^Li+, ^Na+, ^K+, ^NH4+, ^NO3- ou ^CH3CO2- sont considérés comme solubles dans l'eau.

Types de solutions et de mélanges

Lessolutions peuvent être formées à partir de n'importe quelle combinaison de solide, de liquide ou de gaz. Dans le tableau ci-dessous, tu trouveras quelques exemples de solutions !

Exemples de solutions

Les solutions peuvent être classées en plusieurs catégories :

• Solutions diluées

• Solutions concentrées

• Solutions saturées

• Solutions sursaturées

• Solutions non saturées

Solutions diluées et solutions concentrées

Lorsque tu ajoutes une tasse de jus d'orange concentré à un bocal contenant trois tasses d'eau pour faire du jus d'orange, tu prépares en fait une solution de dilution ! Les solutions diluées sont des solutions qui contiennent une faible quantité de soluté.

Les dilutions sont généralement effectuées par les chimistes pour réduire la concentration des solutions. La concentration est une mesure de la quantité de soluté dissous dans le solvant.

Lessolutions concentrées sont le contraire des solutions diluées et contiennent une grande quantité de soluté. Les solutions concentrées peuvent être divisées en solutions non saturées, saturées et sursaturées .

Solutions non saturées

Lessolutions insaturées sont des solutions qui contiennent moins que la quantité maximale de soluté qui peut être dissoute dans le solvant. Ainsi, si tu décidais d'ajouter plus de soluté à une solution insaturée, le soluté se dissoudrait sans problème et ne laisserait aucune trace !

Par exemple, si tu ajoutes du sel à une tasse d'eau et que le sel se dissout complètement, tu as alors une solution insaturée.

Solutions saturées

Lessolutions saturées sont des solutions dans lesquelles la quantité maximale de soluté est dissoute. En d'autres termes, si tu y ajoutais plus de soluté, celui-ci ne se dissoudrait pas. Au lieu de cela, il coulerait au fond de la solution.

Lorsqu'une solution devient saturée, cela signifie que la vitesse à laquelle le soluté se dissout dans le solvant est égale à la vitesse à laquelle la solution saturée se forme. C'est ce qu'on appelle la cristallisation.

Fig.1 - Cristallisation

Pense à une fois où tu as ajouté du sucre à ton café ou à ton thé, et où il est arrivé un moment où le sucre a cessé de se dissoudre. C'est un exemple de solution saturée !

Solutions sursaturées

Les solutionssursaturées sont des solutions qui contiennent plus que la quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans le solvant. Les solutions sursaturées se forment lorsqu'une solution saturée est chauffée à haute température et qu'on y ajoute du soluté. Lorsque la solution refroidit, aucun précipité ne se forme.

Fig.2-Formation d'une solution sursaturée

Voyons maintenant les différents types de mélanges ! Les mélanges peuvent être homogènes et hétérogènes.

Cependant, dans le cadre des examens AP, le terme "mélanges " ne désigne que les mélanges hétérogènes ! Pour simplifier les choses, concentrons-nous sur ce que sont les mélanges hétérogènes.

Mélanges hétérogènes

Lorsqu'un mélange contient des substances dont la composition n'est pas uniforme, on lui donne le nom de mélange hétérogène . Ce type de mélange peut être séparé par des moyens physiques. Ta pizza préférée est un type de mélange hétérogène !

Lessuspensions sont un type de mélange hétérogène. Pour mélanger les substances contenues dans une suspension, une force extérieure est nécessaire. Mais au bout d'un moment, les substances se séparent à nouveau. Un exemple courant de suspension est la vinaigrette, composée d'huile et de vinaigre.

Maintenant que nous avons appris ce que sont les mélanges et les solutions, et les types qui existent, concentrons-nous sur les propriétés des mélanges et des solutions !

Propriétés des mélanges et des solutions

Lessolutions sont un type de mélange homogène composé de particules de très petit diamètre qui se dissolvent complètement dans la solution et ne sont pas visibles à l'œil nu. Elles ne sont pas capables de diffuser des faisceaux de lumière et ne peuvent pas être séparées par filtration. Les solutés sont également stables à une température donnée.

Lesmélanges, en revanche, sont des mélanges hétérogènes constitués de particules qui peuvent être séparées. Les mélanges n'ont pas une composition uniforme et les différentes parties peuvent être vues à l'œil nu. Les mélanges sont capables de diffuser la lumière.

Molarité (concentration molaire)

Nous pouvons exprimer la composition d'une solution en utilisant la molarité. La molarité est la concentration du soluté.

L'équation de la molarité est la suivante :

$\mathrm{Molarity}\left(M\right)=\frac{n_{\mathrm{solute}}}{L_{\mathrm{solution}}}$

Prenons un exemple !

Calcul de dilution impliquant la molarité

Nous avons dit précédemment que lorsque l'on ajoute du solvant à un échantillon, celui-ci devient moins concentré (dilué). L'équation de dilution est la suivante :

${\mathrm{M}}_1{\mathrm{V}}_1={\mathrm{M}}_2{\mathrm{V}}_2$

Où ,

• _{M1 est} la molarité avant dilution
• _M2 est la molarité après dilution
• _V1 est le volume de la solution avant dilution (en L)
• _V2est le volume dela solution après dilution (en L)

Mélange de substances pures et solution

L'eau pure est composée de molécules d'hydrogène et d'oxygène, et elle est considérée comme unesubstance pure. Le fer, le NaCl (sel de table), le sucre (saccharose) et l'éthanol sont des exemples de substances pures.

Si une solution a une composition constante, alors elle peut également être considérée comme un type de substance pure. Par exemple, une solution contenant du sel dissous dans de l'eau est une substance pure car la composition de la solution reste la même tout au long du processus.

Lesmélanges (mélanges hétérogènes) ne sont pas considérés comme des substances pures en raison des différences de composition.

Après avoir lu ceci, j'espère que tu te sens plus confiant quant à la différence entre les solutions et les mélanges, et que tu es prêt à affronter n'importe quel problème qui se présente à toi !