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Physique-Chimie · 1ère Année Bac — Sciences et Technologies Mécaniques

Dissolution des composés ioniques et moléculaires

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La dissolution est le processus par lequel un corps solide (le soluté) se disperse dans un liquide (le solvant) pour former un mélange homogène appelé solution.

1. Dissolution d'un composé ionique

Lorsqu'un composé ionique (comme le sel $NaCl$) est introduit dans l'eau, les ions qui composent le cristal se séparent et sont entourés par les molécules d'eau. C'est ce qu'on appelle la dissociation ionique. L'équation de dissolution s'écrit : $$Soluté_{(s)} \xrightarrow{eau} \text{Cation}{(aq)} + \text{Anion}{(aq)}$$

Exemple : Dissolution du chlorure de sodium : $$NaCl_{(s)} \rightarrow Na^+{(aq)} + Cl^-{(aq)}$$

2. Dissolution d'un composé moléculaire

Lorsqu'un composé moléculaire (comme le sucre $C_{12}H_{22}O_{11}$) est dissous, les molécules restent entières. Elles sont simplement entourées par les molécules d'eau. Il n'y a pas de dissociation en ions. L'équation de dissolution s'écrit : $$Molécule_{(s)} \xrightarrow{eau} Molécule_{(aq)}$$

Exemple : Dissolution du glucose : $$C_6H_{12}O_{6(s)} \rightarrow C_6H_{12}O_{6(aq)}$$

3. Vocabulaire important

  • $(s)$ : état solide.
  • $(aq)$ : état aqueux (dissous dans l'eau).
  • Hydratation : interaction entre les molécules d'eau et les espèces dissoutes.

Méthodes à maîtriser

  1. Écrire l'équation de dissolution : Identifier si le soluté est ionique (présence de métaux ou de groupements comme $SO_4^{2-}$) ou moléculaire (composés organiques ou certains gaz).
  2. Identifier les espèces en solution : Dans une solution ionique, il y a toujours des cations et des anions. Dans une solution moléculaire, il n'y a que des molécules.

Exemples corrigés

Exemple 1 : Écrire l'équation de dissolution du sulfate de cuivre ($CuSO_4$). Réponse : Le sulfate de cuivre est un composé ionique composé de l'ion $Cu^{2+}$ et de l'ion $SO_4^{2-}$. $$CuSO_{4(s)} \rightarrow Cu^{2+}{(aq)} + SO{4(aq)}^{2-}$$

Exemple 2 : Le saccharose (sucre) est-il dissocié dans l'eau ? Réponse : Non, le saccharose est un composé moléculaire. Lors de la dissolution, il reste sous forme de molécules $C_{12}H_{22}O_{11(aq)}$.

Erreurs fréquentes

  • Confondre dissolution et dissociation : La dissolution est le processus global, la dissociation ne concerne que les composés ioniques.
  • Oublier les charges : Ne pas écrire $Na^+$ mais juste $Na$ (ce qui est une erreur grave car $Na$ est un atome neutre).
  • Oublier l'indice $(aq)$ : Indispensable pour montrer que l'espèce est dissoute.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Dissolution des composés ioniques et moléculaires

1/4

Quel est le produit de la dissolution du sulfate de potassium $K_2SO_4$ ?

❓ Questions fréquentes

Chno lfar9 bin dissolution w dissociation?
  1. La dissolution est le terme général : c'est quand on met un solide dans l'eau pour faire une solution.
  2. La dissociation est un cas particulier : c'est quand les ions du solide se séparent les uns des autres dans l'eau.

💡 À retenir : Tout composé ionique subit une dissociation, mais un composé moléculaire subit une dissolution sans dissociation.

Kifach n3ref wach l-soluté ionique wla moléculaire?
  1. Regarde la formule : si tu vois un métal (comme $Na, Cu, Mg, Al$) associé à un non-métal, c'est souvent ionique.
  2. Si c'est une molécule organique (avec beaucoup de $C$ et $H$, comme le glucose ou l'éthanol), c'est moléculaire.

💡 À retenir : Métal + Non-métal $\rightarrow$ Ionique. Composés de $C$ et $H$ $\rightarrow$ Moléculaire.

Ch7al dyal l-ions f solution dyal Na2SO4?
  1. Écris l'équation de dissociation : $Na_2SO_{4(s)} \rightarrow 2Na^+{(aq)} + SO{4(aq)}^{2-}$.
  2. Compte les ions : On a 2 ions $Na^+$ et 1 ion $SO_4^{2-}$.
  3. Total : Il y a 3 ions au total pour chaque unité de formule dissoute.

💡 À retenir : Les coefficients devant les ions (comme le 2 devant $Na^+$) indiquent le nombre d'ions produits.

Quelle est la différence entre un soluté et un solvant ?
  1. Le soluté est la substance que l'on dissout (ex: le sel).
  2. Le solvant est le liquide qui dissout le soluté (ex: l'eau).

💡 À retenir : Soluté + Solvant = Solution.

Pourquoi écrit-on (aq) après une espèce chimique ?
  1. Cela signifie "aqueux".
  2. Cela indique que l'espèce n'est plus un solide pur, mais qu'elle est entourée de molécules d'eau et dispersée dans la solution.

💡 À retenir : $(s)$ pour solide, $(aq)$ pour dissous dans l'eau.

Qu'est-ce qu'un cation et un anion ?
  1. Un cation est un ion chargé positivement (ex: $Mg^{2+}$).
  2. Un anion est un ion chargé négativement (ex: $Cl^-$).

💡 À retenir : Cation = (+), Anion = (-).

Est-ce que l'eau peut dissoudre tous les solides ?
  1. Non, certains solides sont "insolubles" (comme le sable).
  2. On parle de solubilité : c'est la quantité maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans un volume donné de solvant.

💡 À retenir : Si on dépasse la limite, on obtient une solution saturée.

Que se passe-t-il lors de l'hydratation ?
  1. Les molécules d'eau (qui sont polaires) viennent s'attacher autour des ions ou des molécules du soluté.
  2. Cela permet de séparer les ions les uns des autres et de les maintenir en suspension.

💡 À retenir : L'hydratation est la clé de la dissolution.

Peut-on dissoudre une molécule sans la casser ?
  1. Oui, c'est le cas des composés moléculaires.
  2. La molécule reste intacte, elle est juste "mélangée" aux molécules d'eau.

💡 À retenir : Dissolution moléculaire $\neq$ Dissociation.

Comment appelle-t-on une solution qui ne peut plus dissoudre de soluté ?
  1. On l'appelle une solution saturée.
  2. Le surplus de soluté reste sous forme solide au fond du récipient.

💡 À retenir : Solution saturée = limite de solubilité atteinte.

Si je dissous du HCl, est-ce ionique ou moléculaire ?
  1. $HCl$ est un acide fort.
  2. En solution, il se dissocie totalement en $H^+$ et $Cl^-$. C'est donc une dissolution ionique.

💡 À retenir : Les acides forts se comportent comme des composés ioniques en solution.

Quelle est l'unité de la solubilité ?
  1. Elle peut s'exprimer en $g/L$ (masse par volume).
  2. Ou en $mol/L$ (quantité de matière par volume).

💡 À retenir : La solubilité dépend de la température.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Exercice 1 : Application directe (Niveau facile) On considère les deux solides suivants :

  1. Le chlorure de magnésium de formule $MgCl_{2(s)}$.
  2. Le glucose de formule $C_{6}H_{12}O_{6(s)}$.

Questions : a) Le solide 1 est-il ionique ou moléculaire ? Justifier. b) Écrire l'équation de dissolution du solide 1 dans l'eau. c) Le solide 2 est-il ionique ou moléculaire ? Justifier. d) Écrire l'équation de dissolution du solide 2 dans l'eau.

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Exercice 2

Exercice 2 : Analyse d'une solution (Niveau moyen) On dissout une masse de nitrate d'argent de formule $AgNO_{3(s)}$ dans de l'eau distillée.

  1. Écrire l'équation de la dissolution du nitrate d'argent.
  2. Identifier les espèces chimiques présentes dans la solution obtenue.
  3. Si on ajoute une goutte de chlorure de sodium ($NaCl$) à cette solution, un précipité blanc apparaît. Pourquoi ? (À vérifier par le professeur : cette question introduit la précipitation, mais reste liée à la présence des ions en solution).
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Exercice 3

Exercice 3 : Synthèse et raisonnement (Niveau difficile) Un élève prépare une solution en dissolvant $11,7\text{ g}$ de chlorure de calcium $CaCl_{2(s)}$ dans de l'eau. Données : Masses molaires : $M(Ca) = 40\text{ g/mol}$ ; $M(Cl) = 35,5\text{ g/mol}$.

Questions :

  1. Calculer la masse molaire moléculaire du chlorure de calcium $M(CaCl_2)$.
  2. Calculer la quantité de matière $n$ de $CaCl_2$ dissoute.
  3. Écrire l'équation de dissolution du $CaCl_2$.
  4. Déterminer la quantité de matière des ions $Cl^-$ présents dans la solution.
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