Solubilité, Précipitation et Électrolyse : Guide Complet

Solubilité et Équilibre

La solubilité est la concentration maximale d'un soluté dans une solution saturée à une température et un solvant donnés.

Facteurs influençant la solubilité d'un sel

• Température : En général, la solubilité augmente avec la température.
• Entropie : Une haute entropie favorise la solubilité.
• Taille des ions : Plus la différence de taille entre les ions est grande, plus le composé est soluble.
• Densité de charge : Un rapport charge/taille élevé facilite la rupture des liaisons électrostatiques, augmentant ainsi la solubilité.

Facteurs affectant l'équilibre de solubilité

• Effet d'ion commun : La présence d'ions communs diminue la solubilité du sel.
• pH : Le pH affecte la solubilité si l'anion du sel est une base conjuguée d'un acide faible ou l'ion OH⁻.

Électrolyse

Processus de décomposition chimique par un courant électrique.

• NaCl fondu : Anode : 2Cl⁻ → Cl₂(g) + 2e⁻ | Cathode : 2(Na⁺ + 1e⁻ → Na(s))
• Solution de NaCl : Anode : 2Cl⁻ → Cl₂(g) + 2e⁻ | Cathode : 2H₂O + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻
• Dissolution de H₂SO₄ : Anode : 2H₂O → O₂(g) + 4H⁺ + 4e⁻ | Cathode : 2(2H⁺ + 2e⁻ → H₂(g))
• Dissolution de Na₂SO₄ : Anode : 2H₂O → O₂(g) + 4H⁺ + 4e⁻ | Cathode : 2(2H₂O + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻)

Espèces actives et galvanoplastie

Espèces actives : Anode (H₂O/O₂, Cl⁻/Cl₂, OH⁻/O₂) et Cathode (H₂O/H₂, H⁺/H₂). Les ions métalliques au centre-droite du tableau périodique sont inactifs.

Galvanoplastie : Dépôt de métaux (état d'oxydation = 0) par électrolyse d'une solution contenant ses ions.

Tableau de solubilité des sels

• Solubles : Tous les alcalins, H⁺, NH₄⁺, NO₃⁻, ClO₃⁻, CH₃COO⁻.
• Cl⁻, Br⁻, I⁻ : Insolubles avec Ag⁺, Cu⁺, Hg₂²⁺, Tl⁺, Pb²⁺. Autres solubles.
• SO₄²⁻ : Insolubles avec Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺. Autres solubles.
• S²⁻ : Solubles avec alcalins, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, NH₄⁺. Autres insolubles.
• OH⁻ : Solubles avec alcalins, Sr²⁺, Ba²⁺, NH₄⁺. Autres insolubles.
• CO₃²⁻, PO₄³⁻ : Solubles avec alcalins, H⁺, NH₄⁺. Autres insolubles.