Solvants et solutés : Solubilité, solution saturée

La solubilité désigne la capacité d’une espèce chimique à se dissoudre ou non dans un solvant.

Il y a solubilité du sel dans l’eau car il peut s’y dissoudre (le sel soluble dans l’eau).

Il y a insolubilité du sel dans l’huile car il n’est pas capable de s’y dissoudre.

La solubilité $\rm s$ en $\rm g.L^{-1}$ est la masse maximale de soluté qu’on peut dissoudre par litre de solvant. On peut écrire $\rm \displaystyle s = \frac{m_{soluté}}{V_{solvant}}$ avec $\rm m_{soluté}$ en $\rm g$ et $\rm V_{solvant}$ en $\rm L$. La solution est saturée : le soluté ne se dissout plus dans le solvant quand la concentration en masse de soluté est maximale.

Deux liquides ne sont pas miscibles s’ils ne se mélangent pas, le mélange est donc hétérogène.

La solubilité dépend du soluté, du solvant, de la température du solvant, dans certains cas du $\rm pH$.

Le $\rm pH$ d’une solution peut avoir une influence lorsque le soluté est un acide ou une base ou bien lorsqu’il s’agit d’un composé ionique qui inclut un acide ou base. 

La solubilité d’un acide est plus importante dans une solution basique et la solubilité d’une base est plus élevée dans une solution acide.

De même, la solubilité molaire est la concentration molaire maximale du soluté dans le solvant à une température donnée. La solubilité molaire s'exprime en $\rm mol.L^{-1}$.

Soit un composé $\rm B_\mathcal nA_\mathcal m$.

En solution on a :

$$\rm B_\mathcal nA_\mathcal m \Leftrightarrow \mathcal nB^{\cal m+} + \mathcal mA^{\cal n-}$$

Le produit de solubilité s’écrit $\rm Ks$ et vaut :

$$\rm Ks = \left[B^{\cal m+}\right]^\mathcal n \times \left[A^{\cal n-}\right]^\cal m$$

Exemple de produits de solubilité :

$\rm AgCl \leftrightharpoons Ag^+ + Cl^- Ks = [Ag^+][Cl^-]$ 
$\rm PbCl_2 \leftrightharpoons Pb^{2+} + 2Cl^- Ks = [Pb^{2+}][Cl^-]^2$

Plus le $\rm Ks$ est bas, moins le composé est soluble.