Dix questions pour vérifier la cohésion de la matière, la dissolution des solides ioniques, la solubilité, la miscibilité et le principe d’une extraction liquide-liquide.
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À quoi est due la cohésion d’un solide ionique ?
Les cations et les anions s’attirent par la force électrostatique décrite par la loi de Coulomb.
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Quelle est la formule du solide ionique formé par les ions Al³⁺ et O²⁻ ?
L’électroneutralité impose 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0, donc Al₂O₃.
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Quelle est l’équation de dissolution du chlorure de calcium dans l’eau ?
Les éléments et les charges doivent être conservés : une charge 2+ est compensée par deux charges 1−.
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On dissout du chlorure de calcium CaCl₂ à la concentration apportée de 0,10 mol/L. Quelle est [Cl⁻] ?
Une mole de CaCl₂ libère deux moles d’ions chlorure : [Cl⁻] = 2 × 0,10 = 0,20 mol/L.
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Pourquoi une liaison hydrogène peut-elle s’établir entre deux molécules d’eau ?
L’hydrogène, lié à l’oxygène très électronégatif, porte δ+ ; il est attiré par un doublet non liant de l’oxygène voisin.
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Pourquoi l’eau (100 °C) bout-elle à plus haute température que H₂S (−60 °C) ?
La masse molaire de l’eau est plus faible que celle de H₂S ; ce sont les liaisons hydrogène qui élèvent T_éb.
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Que signifie « solution saturée » ?
À saturation, la quantité maximale de soluté est dissoute ; tout ajout reste solide.
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La solubilité du sel est de 360 g/L. Quelle masse maximale dissout-on dans 2,0 L ?
m = s × V = 360 × 2,0 = 720 g.
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Lequel de ces couples de liquides est miscible ?
L’éthanol, par son groupe O–H, forme des liaisons hydrogène avec l’eau ; les trois autres liquides sont peu ou pas miscibles avec elle.
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Quelle condition doit remplir un solvant d’extraction ?
Il faut deux phases distinctes et un transfert favorable de l’espèce vers le solvant d’extraction.
Les notions passées en revue dans ce QCM solubilité extraction
- La cohésion des solides ioniques et la loi de Coulomb
- Les interactions de van der Waals et la liaison hydrogène
- Les équations de dissolution et les concentrations en ions
- La solubilité et la saturation
- La miscibilité et l’extraction liquide-liquide
Le piège classique
Attention aux coefficients de l’équation de dissolution : pour CaCl₂, la concentration en ions chlorure est le double de celle du soluté apporté. Ne confondez pas non plus la position des phases dans l’ampoule avec leur couleur : elle ne dépend que de la densité.
La bonne habitude
Avant tout calcul, écrivez l’équation de dissolution ; avant toute extraction, vérifiez la miscibilité, la solubilité de l’espèce et les densités.
Questions fréquentes
Quelle différence entre dissolution et fusion ?
La fusion est un changement d’état du solide pur en liquide à une température donnée. La dissolution consiste à disperser un soluté dans un solvant ; le solide disparaît parce que ses entités se répartissent entre les molécules de solvant.
Pourquoi le sel ne se dissout-il pas dans le cyclohexane ?
Le cyclohexane est apolaire : ses molécules ne peuvent pas entourer les ions et compenser l’attraction électrostatique du cristal, contrairement à l’eau dont les molécules sont polaires.
Comment augmenter la solubilité d’un solide dans l’eau ?
Pour la plupart des solides, on chauffe : la solubilité augmente avec la température. Le refroidissement d’une solution saturée à chaud provoque inversement la cristallisation de l’excès.
Pourquoi dégaze-t-on l’ampoule à décanter ?
L’agitation vaporise un peu du solvant volatil et la pression augmente dans l’ampoule fermée. Ouvrir le robinet, ampoule retournée, évacue la surpression.