bonjour à tous et bienvenue dans cette vidéo qui est consacrée à la cohésion la solubilité et la miscibilité d'espèces chimiques chapitre de ton cours de première on va tout d'abord commencer par voir comment et assurer la cohésion dans les solides puis on continuera en étudiant comment les solides ioniques sont dissous dans l'eau et dans un troisième temps nous verrons les notions de solubilité et de miscibilité et enfin on terminera ce chapitre en étudiant la lipophilie et l'hydrophilie d'une espèce chimique organique à travers l'exemple du savon la cohésion de la matière que l'on constate à notre échelle l'échelle macroscopique elle est assurée à l'échelle de l'atome par l'interaction électrique et dans cette première partie on va étudier la manière dont la cohésion est assurée dans les solides sachant qu'il existe deux grandes familles de solides premièrement on a les solides moléculaires qui sont composés de molécules ou d'atomes c'est par exemple le cas d'un glaçon qui est composé de molécules d'eau mais c'est aussi le cas beaucoup d'objets qui sont autour de toi prends par exemple un livre ou un cahier que tu as devant toi ils sont composés de molécules ce sont des solides moléculaires on a aussi les solides ioniques qui sont eux comme leur nom l'indique composé d'ion c'est par exemple le cas du sel de table qui est composé d'ions sodium et donc chlorure concernant les solides ioniques la cohésion va être assurée par une interaction électrique lésions de charge opposées vont exercer des forces attractives entre eux ici par exemple lui on sodium attire l’ion chlorure et vice-versa ça marche dans les deux sens alors que les ions qui ont des signes de charges identiques vont eux se repousser par exemple ici les deux ions sodium se repoussent et les deux ions chlorure se repoussent on va donc avoir une forme organisée et un motif régulier qui va se créer on parlera d'un cristal et il faut savoir que ce type de cohésion est particulièrement fort et pour rappel puisque je vais utiliser ces mots-là souvent dans la vidéo les ions positifs ce sont des cations et les ions négatives ce sont des anions les cations et les anions donc vont se retrouver dans des proportions telles que le solide sera toujours électriquement neutre par exemple pour le chlorure de sodium NaCl on a autant donc chlorure que Dion sodium mais pour le Lido qui est composé d'ion lithium lip+ et d'ion O2 - on aura deux fois plus de lithium que d'ions aux deux moins lésions vont donc se répartir sous la forme d'un cristal différent concernant les solides moléculaires cette fois tu vois bien qu'on ne peut pas expliquer la cohésion directement par un excès un défaut d'électrons c'est un peu plus subtil que ça on a vu dans ce chapitre que certaines molécules bien qu'elles électriquesment neutres peuvent se comporter comme des petits dipôles avec des charges partielles du fait de la différence d'électronégativité des atomes qui les constituent on parlera alors de molécules polaires c'est par exemple le cas de l'eau qui est la molécule polaire la plus courante que tu vas rencontrer on a en quelque sorte un petit excès d'électrons au niveau de l'atome d'oxygène et un petit défaut de d'électrons au niveau des atomes d'hydrogène cette fraction de charge elle va être responsable d'interaction électrostatique entre les différentes molécules qui va permettre leur cohésion on va alors parler d'interaction de Van Derval mais comme on a affaire à des charges partielles et pas des charges complètes les interactions de Van der Val sont de faibles intensité comparées aux interactions qui permettent la cohésion dans les solides ioniques alors il y a quand même un type d'interaction qui est de plus forte intensité c'est ce qu'on va appeler les liaisons hydrogène si on a un atome d'hydrogène qui fait une liaison avec un atome très électronégatif typiquement l'oxygène l'azote voir le fluor alors il va participer à une liaison où il a mis en commun son seul électron mais où le seul fait complètement piquer et le moins qu'on puisse dire l'atome d'hydrogène ça lui plaît pas tellement cette histoire pour compenser ça il va aller chercher des électrons là où il en trouve des dispo c'est à dire essentiellement sur un doublet non liant d'un atome très électronégatif d'une autre molécule et ça ça va créer ce qu'on appelle une liaison hydrogène qu'on va représenter en général en pointillés qui est plus forte intensité qu'une simple interaction de vanderwalls environ 10 fois plus forte mais bon cette liaison elle reste relativement simple à briser en comparaison des liaisons qui se forment dans les solides ioniques ah et tu vois au passage qu'elle peut tout à fait se superposer aux liaison de Van der Vals et enfin le dernier cas des solides moléculaires on a les solides moléculaires qui sont composés de molécules à polaire dans ce cas on n'a pas moyen d'expliquer la cohésion avec des charges partielles comme avec les molécules polaires mais pourtant la cohésion elle sera également assurée par des interactions de vanderwalls c'est par exemple le cas du diode qui contrairement à une idée reçue et solide à température ambiante alors comment c'est possible tout ça faut savoir qu'un atome c'est composé de son noyau et des électrons mais que l'ensemble n'est jamais totalement figé leur nuage électronique que je représente ici par un ovale en train de tourner même si dans la réalité c'est absolument pas ça va se déformer en permanence et on va donc avoir des on va créer des petits dipôles et on va ainsi se retrouver avec la même explication que pour les molécules polaires mais dans ce cas là on parlera de dipôle induits contrairement aux dipôle permanent qui est formé par les molécules polaires et tu t'en doutes cette interaction de vente der valse elle est particulièrement faible les liaisons sont donc assez faciles à briser on cette deuxième partie on va s'intéresser à la dissolution d'insoligion unique dans les solvants mais plus précisément dans l'eau la molécule d'eau on l'a déjà dit plusieurs fois elle est polaire elle va donc avoir des interactions avec les ions d'un solide ionique et ces interactions vont pouvoir dissoudre les solides ioniques en deux ou trois étapes selon comment on compte première étape on aura la dissociation ici le nom il est plutôt explicite l'eau va sous l'effet des forces électriques par ses charges partielles venir détruire le cristal en emportant les oignons et les cations qui le composent bon bah alors se retrouver avec des ions qui seront totalement séparés l'étape numéro 2 on aura la solvatation ou l'hydratation si le solvant c'est de l'eau les molécules d'eau vont alors venir emprisonner les ions on dira qu'ils sont solvatés mais ça c'est le nom générique pour n'importe quel solvant lorsque le solvant est spécifiquement de l'eau comme c'est souvent le cas on parle d'hydratation et on dit que les molécules sont hydratées et enfin l'étape 3 qu'on regroupe souvent avec l'étape 2 mais que tu verras parfois noter en tant qu’une étape distincte c'est pour ça que je t'en parle on aura la dispersion les ions solvataient vont se disperser au sein de ton solvant donc ici au sein de ton eau pour modéliser la dissolution d'un solide ionique on utilisera une équation de réaction et celle-ci elle devra respecter quelques règles on retrouvera à gauche le solide qui se dissout une flèche qui pointe vers la droite pour indiquer que le processus va dans le sens de la dissolution au dessus de la flèche on précisera le solvant et à droite on aura les ions séparées donc Lannion et le cation si on prend l'exemple de la dissolution du chlorure de sodium on a du NaCl et tu vois qu'on précise entre parenthèses le petit S pour indiquer que c'est solide attention ton correcteur t’attends sûrement sur cet élément il ne faut absolument pas oublier le S on précise la flèche avec l'eau pour préciser que le solvant c'est de l'eau et à droite on se retrouve avec du N+ ça c'est le casion et du CL moins ça c'est l'agne et on précise que ces ions là sont dans un solvant dans l'eau en précisant entre parenthèses accu pour aqueux de plus tu vois que pour symboliser un solide ionique on va toujours utiliser la notation suivante toujours écrire d'abord le cathion donc ici pour le NaCl on a d'abord écrit le NA le catchon puis Lannion donc le sel et en indice les proportions dans lesquelles on retrouve les agneaux et les canons de telle sorte que les charges électriques se compensent et on écrira jamais les charges électriques dans les solides ioniques bon pour le NaCl comme on trouve autant de Na+ que de cm - on ne précise aucun indice mais pour autant comme tu l'as vu au début de cette vidéo pour le Lido on avait deux fois plus d'ions lithium on avait donc un deux en indice de Lyon lithium la concentration molaire sait en soluté apporter d'une solution elle est définie par la formule c'est égal à n sur V la concentration en soluté allait en molle par litre la quantité de matière elle est en molle et le volume il est donc toujours en litre si tu veux parler de la concentration d'un ion alors tu indiqueras la concentration entre crochets par exemple si on introduit 5 g de NaCl donc de sel de table dans un litre d'eau on nous demande quelle est la concentration en soluté à portée pour ça on utilise la formule ici on remarque qu'on n'a pas la quantité de matière donc on doit utiliser une autre formule pour l'obtenir à partir de l'énoncé dans ce cas là nous aurait probablement donné la masse molaire du NaCl où nous aurait donné un moyen de l'obtenir donc ici 58,44 g par mol on fait l'application numérique on trouve une quantité de matière de 8,56 x 10 puissance moins de molle et donc on peut calculer la concentration en soluté ici 8,6 x 10 puissance - 2 mol par litre attention de conserve que deux chiffres significatifs puisqu'on en avait que deux dans l'énoncé avant de passer à la troisième partie pense à t'abonner et au pouce bleu si tu trouves que cette vidéo elle est utile et que tu souhaites me soutenir pour avoir du contenu toujours plus régulier pour t'aider à avoir d'excellentes en physique en chimie au lycée dans les deux parties qui restent on va définir plusieurs termes alors ne te sens pas perdu si tu as un peu de mal n'hésite pas à revenir sur la vidéo plusieurs fois ce chapitre il est assez dense c'est normal d'avoir besoin de plusieurs écoutes pour tout assimiler la solubilité d'un soluté dans un solvant on la note souvent S et c'est une grandeur qui ne s'applique qu'au solide ionique petitesse son unité c'est donc le gramme par litre et ça correspond à la masse maximale de l'espèce qui peut être dissoute dans un litre de solvant souvent donc dans l'eau et la sol dépend donc principalement de la température et du solvant choisi on voit que les valeurs elles peuvent vraiment varier ici ce que ça nous apprend c'est qu'on peut dissoudre 359 g de sel dans un litre d'eau à 20 degrés au-delà la solution elle sera dite saturée et si tu rajoutes du sel tu auras beau mélangé le sel ne se dissolvera plus dans l'eau il restera sous forme de précipité au fond de l'eau si on a le cas extrême ou la solubilité à l'égale à 0 gramme par litre alors le soluté il est dit insoluble dans le solvant lorsque le soluté va être un liquide il pourra être soit miscible avec un solvant dans ce cas il formeront un mélange homogène avec une seule face liquide c'est par exemple le cas de l'eau et de l'éthanol ou de l'eau et un sirop de fraise par exemple ou alors ils pourront être non miscibles avec un solvant dans ce cas il formeront un mélange hétérogène avec deux faces distinctes la phase la plus dense étant celle du dessous si par exemple le cas de l'eau et de l'huile alors on a déjà abordé tout ça en seconde et tu peux faire un rappel ici dans cette vidéo si on se retrouve dans le premier cas le cas d'un mélange homogène et qu'on souhaite extraire une espèce chimique spécifique on pourra faire ce qu'on appelle une extraction par un solvant ou encore une extraction liquide liquide ça également quelque chose que tu as déjà dû rencontrer dans ta scolarité donc j'en ai déjà parlé dans d'autres vidéos notamment celle-ci ça consiste en une manipulation expérimentale qui va permettre d'extraire une espèce chimique qui est dissoute dans une solution imaginons que tu as un mélange avec de l'éthanol de l'eau et d'autres espèces chimiques et que tu veux retirer seulement l'éthanol et bien tu peux utiliser cet extraction par un solvant comment ça fonctionne on va ajouter au mélange initial une autre espèce chimique qu'on va appeler le solvant extracteur ce solvant extracteur il devra avoir les propriétés physiques suivantes le soluté devrait être plus soluble avec le solvant extracteur que dans le solvant initial en faisant ça le soluté va migrer de l'ancien solvant vers le nouveau solvant et le solvant extracteur ne doit pas être miscible avec le solvant initial bah oui parce que sinon tu as juste retrouver qu'un nouveau mélange homogène avec juste une espèce chimique en plus à l'intérieur tu vas encore compliquer le problème et ensuite tu auras un mélange avec deux faces distinctes une qui contient le solvant initial sans l'espèce que l'on cherche à extraire et une qui contient le solvant extracteur et l'espèce dissoute une espèce chimique elle est dite hydrophile si elle a des affinités avec l'eau c'est à dire si elle est soluble avec l'eau de la même manière elle est dit lipophile si elle est soluble avec les corps gras donc si elle est déjà finités avec les corps gras qu'on appelle aussi des lits une espèce chimique qui va posséder les deux parties donc une espèce hydrophile et une espèce lipophile sera dite en fifiles et on dira de ce type d'espèces qui allait tension active et à la notamment la propriété de pouvoir modifier la tension de surface du solvant dans lequel elle est dissoute le plus simple c'est encore de voir ça à travers l'exemple du savon on souhaite par exemple enlever cette tâche de gras sur du textile le problème si on le fait juste avec de l'eau c'est que le gras c'est apolaire et l'eau c'est polaire et du coup si tu essayes de nettoyer cette tâche de gras avec de l'eau uniquement tu ne pourras pas car l'eau est une molécule polaire qui sera non miscible avec la Grèce qui est elle a polaire car oui la graisse c'est non miscible avec l'eau en revanche en ajoutant du savon ça a changé un certain nombre de choses si on simplifie la molécule de savon elle est composée de deux parties premièrement une queue qui est dite lipophile ou encore hydrophobe ça revient au même elle a des affinités avec le gras mais au contraire elle les repousser par l'eau et on a une tête qui est elle hydrophile c'est-à-dire qui a elle des affinités avec l'eau si on ajoute du savon va donc avoir la partie lipophile qui va venir se fixer dans la graisse mais l'autre partie elle elle n'aime pas la graisse elle préfère l'eau elle va donc aller chercher des molécules d'eau l'ensemble va donc venir décoller le gras comme s'il était soluble et en laissant agir on va même se retrouver avec du gras totalement entouré de molécules de savon ça ça a formé ce qu'on appelle des misselles du gras entouré de savon avec de l'eau autour quand tu réalises des boules de savon c'est un peu le même principe qui est en train de se passer et en faisant ça le savon permet de décoller le gras et de le disperser dans l'eau un peu comme s'il était soluble c'est tout pour cette vidéo si tu l'as apprécié fais-le moi savoir en commentaire mais un pouce bleu abonne-toi et on se dit à bientôt pour de nouvelles vidéos de physique et de chimie pour le collège et pour le lycée