Notes de la vidéo sur la cohésion, la solubilité et la miscibilité d'espèces chimiques

Introduction

• Sujet : Cohésion, solubilité et miscibilité d'espèces chimiques.
• Objectifs :
  • Étudier la cohésion dans les solides.
  • Dissolution des solides ioniques dans l'eau.
  • Notions de solubilité et de miscibilité.
  • Lipophilie et hydrophilie via un exemple de savon.

1. La cohésion dans les solides

1.1 Types de solides

• Solides moléculaires : Composés de molécules.
  • Exemples : Glaçons, livres, cahiers.
• Solides ioniques : Composés d'ions.
  • Exemples : Sel de table (NaCl).

1.2 Cohésion dans les solides ioniques

• Interaction électrique entre cations et anions.
  • Forces attractives entre charges opposées.
  • Organisation en forme régulière (cristaux).
• Cations = ions positifs, Anions = ions négatifs.
  • Exemple : NaCl (1:1), Li2O (2:1).

1.3 Cohésion dans les solides moléculaires

• Molécules peuvent se comporter comme des dipôles (charges partielles).
• Interactions de Van der Waals : Faibles comparées aux solides ioniques.
• Liaisons hydrogène : Plus fortes que Van der Waals (10 fois plus).
  • Exemple : H2O en tant que molécule polaire.
• Dipôles induits : Expliquent la cohésion dans les solides moléculaires apolaires.

2. Dissolution des solides ioniques dans l'eau

2.1 Processus de dissolution

1. Dissociation : L'eau détruit le cristal en séparant les cations et anions.
2. Solvatation (ou hydratation) : Les molécules d'eau entourent les ions.
3. Dispersion : Les ions solvés se dispersent dans le solvant.

2.2 Modélisation de la dissolution

• Équation générale :
  [ \text{NaCl}{(s)} \xrightarrow{H_2O} \text{Na}^+{(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)} ]
• Indiquer état du solide (s) et état aqueux (aq)._

2.3 Concentration molaire

• Formule :
  [ C = \frac{n}{V} ]
  • C : concentration (mol/L), n : quantité de matière (mol), V : volume (L).
• Exemple : 5 g de NaCl dans 1 L d'eau.
  • Masse molaire de NaCl = 58,44 g/mol.
  • Calcul de la concentration : [ C = 8,6 \times 10^{-2} \text{ mol/L} ]

3. Solubilité et miscibilité

3.1 Solubilité d'un soluté

• Notée S, unité : g/L.
• Dépend de la température et du solvant.
• Ex : 359 g de sel dans 1 L d’eau à 20°C = solution saturée.

3.2 Miscibilité des liquides

• Miscibles : formation d'un mélange homogène (ex : eau + éthanol).
• Non miscibles : formation d'un mélange hétérogène (ex : eau + huile).

3.3 Extraction par solvant

• Extraction d'une espèce chimique d'un mélange.
• Solvant extracteur doit être :
  • Plus soluble avec le soluté qu'avec le solvant initial.
  • Non miscible avec le solvant initial.

4. Lipophilie et hydrophilie

4.1 Propriétés des espèces chimiques

• Hydrophiles : Affinités avec l'eau (solubles dans l'eau).
• Lipophiles : Affinités avec les corps gras (solubles dans les graisses).
• Amphiphiles : Possèdent à la fois des parties hydrophiles et lipophiles.

4.2 Exemple du savon

• Molécule de savon :
  • Queue lipophile (affinités avec le gras).
  • Tête hydrophile (affinités avec l'eau).
• Mécanisme :
  • Queue se fixe au gras, tête se lie à l'eau.
  • Formation de micelles, permettant d'éliminer le gras.

Conclusion

• Importance de la compréhension des concepts de cohésion, solubilité et miscibilité pour la chimie.
• Encouragement à s'abonner et à laisser des retours sur la vidéo.