Généralités sur les solutions Flashcards
Les réactions chimiques envisagées en chimie analytique concernent les _____________ et ont lieu majoritairement en phase _____________.
mélanges hétérogènes et homogènes;
liquide.
Un mélange _________ est tout mélange dont les constituants sont intimement liés.
homogène
Dans un mélange homogène ________, les différents ______se mélangent parfaitement et de manière uniforme.
gazeux;
gaz.
Quand deux liquides sont complètement ______, ils se mélangent en toutes proportions pour former un mélange homogène.
miscibles
Dans les solutions où les________ sont dissous dans un _______, les constituants du mélange sont répartis de manière uniforme à l’échelle moléculaire.
solutés;
solvant.
Lorsqu’un mélange homogène est observé à l’œil nu ou à l’aide d’une loupe, il apparaît comme une __________________.
seule phase uniforme
Une solution est une phase homogène liquide, solide ou gazeuse comprenant une espèce largement prédominante appelée ________ et une ou plusieurs constituants minoritaires appelés ________.
solvant;
solutés.
En résumé, dans une solution, les solutés et les solvants peuvent être:
_________+____________=___________;
_________+____________=___________;
_________+____________=___________;
_________+____________=___________;
_________+____________=___________;
_________+____________=___________.
Gaz + Gaz = Gaz;
Liquide+ Liquide = Liquide;
Gaz+ Liquide = Liquide;
Solide + Liquide = Liquide;
Solide + Solide = Solide;
Solide + Gaz = Solide.
Le soluté est formé d’un ensemble de particules associées entre elles par des liaisons _________, _________ ou ___________.
covalentes;
ioniques;
datives.
Les solutés sont dissouts ou dispersés dans le solvant à l’échelle __________ ou ____________.
moléculaire ou ionique
Le ____________ est défini comme le produit de la charge et la distance entre les centres de charge positive et négative.
moment dipolaire
Formule de calcul du moment dipolaire: ________________.
P = q . d
q: charge électrique
d: Le vecteur qui représente la distance et la direction entre les charges opposées.
L’unité du moment dipolaire est le _________.
Debye (D)
On peut classer les molécules selon leur moment dipolaire: ___________________ et __________________.
- Molécules polaires ou dipolaires;
- Molécules apolaires ou non polaires.
Le moment dipolaire des molécules polaires est ______________ et résulte de la _________________.
permanant;
distribution non symétrique des charges.
Le moment dipolaire des molécules apolaires est ______________ en raison de la _________________.
nul;
symétrie du nuage électronique.
Les molécules apolaires sont représentées par: _____________, ___________, _____________, _________________.
- Molécules symétriques où toutes les forces s’annulent (CCl4…);
- Hydrocarbures aliphatiques et alicycliques;
- Molécules homo-nucléaires monoatomiques (gaz nobles);
- Molécules homo-nucléaires polyatomiques (Cl2, O2, N2…).
L’intérêt de la classification des solvants réside dans le fait qu’un solvant dissout bien plus facilement un composé qui renferme des ________________identiques ou analogues.
groupements fonctionnels
Selon la structure chimique, les solvants sont classés en: ____________, __________, __________, __________ et ____________.
- Solvants hydroxylés (alcool, acides carboxyliques, phénols);
- Solvants oxygénés (éther oxydes, esters, cétones, acétals, sulfoxydes);
- Solvants azotés (amides, amines, nitriles);
- Solvants halogénés;
- Hydrocarbures aliphatiques (hexane, heptane)et aromatiques (benzène, toluène).
Les solvants hydroxylés sont proche de l’eau par leur groupement __.
OH
Les solvants oxygénés présentent une hydrophilie moins importante que le groupe de hydroxyles. (V/F)
V
Caractéristiques des solvants halogénés: ______________, _____________, ________________.
- Hydrophobes;
- Peu solubles dans l’eau;
- Peuvent se mélanger aux alcools.
Les hydrocarbures aliphatiques sont hydrophiles. (V/F)
F: hydrophobes
Les solvants hydrocarbures aromatiques sont remplacés à cause de leur toxicité par __________________.
cyclohexane
Selon la propriétés physiques, les solvants sont classés en: ____________, __________, __________, __________ et ____________.
- Point d’ébullition;
- Volatilité;
- Viscosité;
- Polarité;
- Constante diélectrique ou permittivité relative.
Selon le point d’ébullition, les solvants sont classés en: ______________, ____________, _______________.
- Solvants à bas point d’ébullition (< 100°C);
- Solvants à point d’ébullition intermédiaire (100-150°C);
- Solvant à point d’ébullition élevé (> 150°C).
La volatilité des solvants est rapportée à ________dont l’indice de volatilité est de 1 à 20°C.
éther
Selon la volatilité, les solvants sont classés en: ___________, ___________ et ____________.
- Solvants très volatils (< 10);
- Solvants moyennement volatils (10-35);
- Solvants peu volatils (> 35).
Selon la viscosité, les solvants sont classés en: ___________, ___________ et ____________.
- Solvants fluides (< 2 cp à 20°C);
- Solvant de viscosité intermédiaire (2 à 10 cp);
- Solvants visqueux (>10 cp).
La constante diélectrique exprime le pouvoir _________ou __________du solvant.
diélectrique;
isolant.
La constante diélectrique indique la capacité d’un solvant à _________________.
séparer les charges
Le pouvoir dissociant d’un solvant ne dépend donc pas de sa polarité mais plutôt de sa _________________.
constante diélectrique
Les forces de Coulomb qui lieraient dans le vide deux ions de charges opposées z+ et z- et distant de r, sont données par la loi suivante: __________________.
F= Z+ Z- / r^2
Une fois dans le solvant de constante diélectrique ε ,les forces d’attraction dues aux interactions électrostatiques entre ions sont divisées par ___.
ε
Dans un solvant, les forces d’attraction aux interactions électrostatiques sont très atténuées et il y a ________________.
dissociation
La force d’attractions électrostatiques entre les ions d’un solvant diminue avec augmentation de sa ________.
constante diélectrique
Dans un solvant à constante diélectrique ε, avec deux ions à charges opposées z+ et z- et distant de r, la force d’attraction est de _____________________.
F= z+ z-/ ε * r^2
Selon les interactions spécifiques avec le soluté, les solvants sont classés en: ___________, ___________ et ____________.
- Solvants protiques polaires;
- Solvants aprotiques polaires;
- Solvants aprotiques apolaires.
Les solvants protiques polaires comportent un ___________ et un ______________.
hydrogène mobile;
moment dipolaire permanant.
Les solvants aprotiques polaires se caractérisent par _____________ et _____________.
- Incapacité de donner un proton;
- Moment dipolaire permanant.
Les solvants aprotiques apolaires son représentés essentiellement par les ______________ et les ______________________.
- Hydrocarbures;
- Dérivés halogénés.
Les solvants hydrophiles sont capables de solubiliser __________.
Eau
___________ ou ________ sont des exemples de solvants hydrophiles.
Ethanol;
Acide éthanoïque.
Les solvants lipophiles sont capables de solubiliser __________.
corps gras
__________________ est un solvant lipophile.
Tétrachlorure de carbone
Selon le caractère acido-basique, les solvants peuvent être ___________, ___________ et ______________.
- Protogéniques (acides), comme l’acide formique;
- Protophiliques (basiques), comme l’ammoniac;
- Amphiprotiques (acides ou basiques), comme l’eau.
La ______________ est le passage d’une substance chimique de l’état ou elle est pure à l’état de solution dans un solvant.
dissolution
Trois mécanismes de dissolution sont décrits: _________, _________, ___________.
- Solvatation;
- Ionisation;
- Solvolyse.
La __________ est une interaction énergétique et spatiale entre les particules dissoutes et le solvant.
solvatation
Lors de la solvatation, chaque molécule ou ion dissout est entouré par une ____________________.
enveloppe de molécules de solvant (coquille de solvatation)
La solvolyse décrit une réaction _________où le solvant aide à dissocier le soluté en ___________________.
chimique;
nouvelles espèces chimique.
La solvatation est physique, la solvolyse est chimique. (V/F)
V
La dissolution dépend de: ______________, _____________, ______________, _____________.
- La nature de la substance à dissoudre;
- La nature du solvant utilisé;
- La température;
- La pression.
La structure moléculaire détermine la ________ d’un composé (soluté ou solvant).
polarité
La solubilité est ____________ si le soluté et le solvant ont la même polarité.
favorisée
La vitamine C est (polaire/apolaire) et donc (hydrosoluble/liposoluble).
polaire;
hydrosoluble.
La vitamine E est (polaire/apolaire) et donc (hydrosoluble/liposoluble).
apolaire;
liposoluble.
La solubilité d’un gaz dans l’eau augmente lorsque la température augmente. (V/F)
V
Lors d’une réaction endothermique, la solubilité augmente si la température _____________.
augmente
Lors d’une réaction exothermique, la solubilité augmente si la température _____________.
diminue
La pression a beaucoup d’influence sur solubilité des gaz, liquides et solides. (V/F)
F: Peu d’influence sur les liquides et solides, celle des gaz augmente avec la pression
On appelle solution idéale toute solution régie par la _____________.
loi de RAOULT
La loi de RAOULT concerne les ____________ de solution contenant des solutés _____________.
pressions de vapeur;
non volatils.
Loi de RAOULT: ____________________.
P° solution = X solvant * P° solvant pur
X: fraction molaire
P°: Pression de vapeur
La loi de RAOULT stipule que la pression de vapeur d’une solution est directement _____________à la fraction molaire du solvant en présence.
proportionnelle
Une solution __________ est une solution pour laquelle la pression de vapeur observée est différente (déviation positive/négative) que celle calculée par la loi de Raoult.
non idéale;
déviation négative.
La cause d’une solution idéale: ___________________________ causant ________________ et donc _________________.
Fortes interactions entre solutés et solvant causant le solvant à être retenu par le soluté et donc aura moins tendance à quitter la solution.
La pression de vapeur observée d’une solution idéale est (inférieure/supérieure) à la pression de vapeur prédite par la loi de Raoult.
inférieure
La pression de vapeur d’une solution liquide-liquide composé A + composé B est régie par la formule suivante: _____________________.
P° solution = XA * P°A + XB * P°B
La concentration pondérale est égale à ________________________.
C= masse de soluté (g)/masse de solution obtenue (g)
La concentration pondérale volumique est égale à ________________________.
C= masse du soluté (g)/volume de la solution (l)
La concentration molaire ou molarité: _____________________________.
C= Nombre de moles de soluté/Volume de la solution
La _____________ exprime la quantité de soluté (mol) contenue dans 1000 g de solvant.
molalité
La _______________ est rapport entre le nombre de moles d’un composant donné et le nombre total de moles présentes dans la solution: _________________.
fraction molaire;
Xi= ni/Σn
La ______________ exprime le nombre d’équivalant-grammes de soluté par litre de solution.
Normalité
L’_______________ est la quantité de substance comprenant une mole des particules considérées.
équivalent gramme
La masse de l’équivalent d’un composé et sa normalité sont calculées selon la _________________________.
réaction chimique à la quelle il participe
Pour un ion, l’équivalent est le quotient de sa ___________ et son ______________.
masse;
électrovalence.
En acidimétrie, un équivalent est la masse de substance qui peut ______________.
échanger une mole d’ion H+
En oxydoréduction, un équivalent est la masse de substance qui correspond à _______________________.
échange d’une mole d’électrons
La concentration massique en pourcentage est égale à _________________________.
masse de soluté/masse de solution obtenue * 100
La concentration en partie par millions (ppm) est égale à __________________.
masse soluté/masse de solution * 10^6
ppm est utilisé pour les solutions ___________.
dilués
La concentration en partie par billions (ppb) est égale à ________________.
masse soluté/masse de solution * 10^9
La concentration volumique en pourcentage est égale à _____________________.
masse du soluté/volume de solution * 100
Le pourcentage volumique est utilisé pour les solutions ___________.
liquide-liquide
Le pourcentage volumique est égale à ___________________.
volume du soluté/volume de la solution * 100
Mis en solution dans un solvant liquide, un électrolyte entraîne une augmentation de la ____________ de ce liquide.
conductivité
La conductivité est due à la présence d’_______________.
ions en solution
Selon la théorie d’Arrhénius, lorsqu’un électrolyte AxBy est en solution, il donne des _______ et _________.
cations A+ et anions B-
La constante de dissociation d’un électrolyte est: _______________________.
Kd= [A+]^x * [B-]^y / [AxBy]
Plus l’électrolyte est dissocié, plus Kd est grand et plus la grandeur _____ est petite.
pKd (pKd= -log Kd)
Le coefficient de dissociation ou d’ionisation α est le rapport entre _______________ et ________________.
nombre de moles d’électrolytes dissocié;
nombre de moles initial d’électrolyte.
α= ____________________________.
α= [Ax By]0 - [Ax By] équilibre / [Ax By]0
α est compris entre __ et __ et indique la fraction du nombre de moles initiales qui passent à l’état d’ions.
0 et 1
On classe les électrolytes selon leur aptitude à se dissocier en solution aqueuse en: _______________ et _________________.
Electrolytes forts (dissolution totale);
Electrolytes faibles (dissolution partielle).
Si il s’agit d’électrolyte fort, α est __________ et Kd ____________.
α=1;
Kd tend vers l’infini.
S’il s’agit d’électrolyte faible, α_____.
α < 1
Pour un électrolyte faible qui se dissocie partiellement en solution, la loi de dilution d’Ostwald est exprimée par l’équation suivante : ____________.
Kd= Cα^2 / 1-α
α: fraction des molécules dissociées par rapport au nombre total de molécules initialement présentes;
C: Concentration initiale de l’électrolyte
La loi d’Ostwald est vérifiée expérimentalement dans le cas d’_________________.
électrolytes faibles
Dans le cas des électrolytes forts la loi de dilution d’Ostwald n’est pas vérifiée. (V/F)
V
Les réactions des cations et anions dans une solution dépendent de _____________, ____________, ______________.
- Environnement de l’ion;
- Concentration de l’ion;
- Nature de l’électrolyte.
Pour tenir compte des facteurs influençant les réactions des ions, on faits recours aux concepts de ___________ et _____________.
Activité de l’ion;
Force ionique.
La force ionique d’une solution est donnée par la formule suivante: ________________.
I= ½ ΣZi^2 * Ci
Zi: charge de l’ion.
Ci: concentration molaire de l’ion.
Selon Debye et Huckel, l’activité d’une espèce est une mesure de la _____________ des ions qui participent à un équilibre à _________ donnée.
concentration effective;
force ionique.
Dans une solution idéale, les ions se comportent indépendamment et les activités ioniques sont égales à leurs concentrations. (V/F)
V
Dans les solutions réelles d’électrolytes, les interactions entre les ions entraînent des déviations par rapport à ce comportement idéal nécessitant un facteur de correction: ________________.
Coefficient d’activité: a=γC
a: activité de l’ion;
γ: coefficient d’activité;
C: concentration de l’ion.
Le coefficient d’activité d’une espèce est une mesure de l’_________ avec laquelle cette espèce influence l’équilibre auquel elle participe.
efficacité
Le coefficient d’activité d’une espèce est calculé comme suit: ___________________________.
logγ = Zi^2/2 √I ……………….. Si I < 0.02.
logγ = Zi^2/2(1+√I) √I ……………….. Si 0,02< I <0,2.
Dans les solutions très diluées, où la ___________ est minimale, les interactions entre les ions sont ________. Dans ces conditions, les ions se comportent presque comme dans une __________, ce qui simplifie grandement l’analyse de la solution.
force ionique;
très faibles;
solution idéale.
