A) "Insoluble" cela n'existe pas: il y a toujours quelques entités qui se laissent solvater.
Pour les ions, on définit le "produit de solubilité" C'est la constante d'équilibre de la la réaction de solvatation:
AxBy + solvant = xAy+solvaté + yBx-solvaté
B)K = [Ay+solvaté ]x.[Bx-solvaté]y / [AxBy]
[Ay+solvaté ] = activité = concentration molaire de l'espèce chimique: Ay+solvatée car les [] sont très petites
On se souvient ici, que la constante d'équilibre est écrite avec les activités. Ici, on a une solution saturée, il y a AxBy solide: son activité vaut 1 donc:
C)Ks = [Ay+solvaté ]x.[Bx-solvaté]y
Le tableau des Ks montre une très grande variabilité dans les solubilités.
Il existe des tas de composés "insolubles" dès que le Ks < 10-4 cela signifie que moins d'un centième de mol se dissout, on peut considérer en première approximation que le corps est insoluble.
D) Pour quelle(s) raison(s) les composés ioniques ne sont-ils pas tous solubles dans l'eau?
C'est une question de taille des ions: les tout petits ions ne peuvent être solvatés que par deux ou trois molécules de solvant: chaque molécule fournit une énergie en solvatant l'ion.
La somme des énergies de solvatation de toutes les molécules attachées à un ion doit compenser la perte d'énergie de la destruction du cristal.
Une autre raison est l'augmentation du désordre (entropie) . La combinaison de ces deux raisons donne l'enthalpie libre: c'est elle qui détermine en fin de compte ce que nous observons.
E) L'interêt des Ks c'est que l'on peut comprendre et prévoir ce qu'il va se passer lorsque l'on rajoute dans une solution saturée un des deux ions (associé à un ion spectateur). On va provoquer la cristallisation de la première espèce chimique:
Nous avons par exemple les ions A+ et B-, la solution est saturée. Si nous ajoutons des ions B- et C+ qui, eux sont solubles, le produit de solubilité de AB tient compte maintenant de la présence des B- apportés par l'ajout de CB.
Ks < [A+] . ( [B- origine] + [B-ajout]) . Il va y avoir précipitation de AB pour revenir à l'égalité Ks = [A+] . ( [B- origine] + [B-ajout]) . Cela signifie que pratiquement tout le composé AB va précipiter.
