Solubilité vs Concentration massique: le guide ultime avec NaCl

[Psky]

Bonjour,

J’ai besoin d’une clarification.

Lorsqu’on parle de solubilité d’une substance, il s’agit de sa solubilité par volume de solvent et non pas par volume total de la solution finale. Il ne faut donc pas confondre avec la concentration massique d’une solution où l’on se réfère à la masse de soluté par volume totale qui peut aussi être exprimée en g/L. C’est un point clef pour éviter les confusions.

Par exemple, on lit que NaCl a (environ) une solubilité à 25°C de 357 g/L et cette solution saturée a une densité de 1.2 g/cm3.

Cela signifie qu’au maximum on peut dissoudre 357 g dans 1000 mL d’eau pure.

La masse totale serait de 1357 g.

Ainsi, cette solution saturée contiendrait 357/1357 = 26.31% de soluté en terme de masse.

Par contre, cette solution saturée a une concentration massique qui n’est pas de 357 g/L, mais inférieure car le volume total est plus que 1000 mL.

Dans 1000 mL de solution saturée, qui équivaudrait à 1200 g, il y aurait 26.31% x 1200 g = 315.72 g de NaCl.

Donc à 25°C, une solution saturée de NaCl a une concentration massique d’environ 315.7 g/L.

Si l’on souhaite préparer une telle solution saturée pour un volume final de 1000 mL, il faudra donc peser 315.72 g de NaCl et ajuster à 1000 mL avec de l’eau pure. Ce volume peut être approximativement déterminé.

Le volume de la première solution serait de 1357 g/1.2 = 1130.8 mL

Donc 357 g de NaCl “occupe” 1130.8 mL-1000mL = 130.8 mL de la solution.

Par une règle de trois, 315.7 g occuperait 115.7 mL (deuxième solution).

Il faudrait donc 1000-115.7= 884.3 mL d’eau pure pour dissoudre 315.72 g de NaCl et ainsi obtenir une solution saturée de 1000 mL à 25°C.

Désolé pour la longueur du message.

Si vous pouviez me dire si je comprends correctement, ce serait super !

Merci d'avance !
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[gts2]

Bonjour,

Si vous avez déjà fait des TP de chimie, vous avez peut-être préparé une solution par pesée et vous avez du compléter avec de l'eau au trait de jauge de, disons, 100 mL et non pas ajouter 100 mL d'eau.
Pour les solubilités, c'est la même chose : c'est bien la concentration à saturation donc la masse divisée par le volume de la solution et non pas par le volume d'eau introduit.

[mach3]

Suivant les documents et les usages, on trouve de tout pour la solubilité, quantité de soluté par quantité de solvant, quantité de soluté par quantité totale, quantité de solvant par quantité de soluté... et ces quantités peuvent être en mol, kg, L avec toutes combinaisons possibles. Il n'y a pas de règle autre que de bien vouloir être très précis sur l'unité dans laquelle on exprime la solubilité et c'est souvent ça qui est problématique, on trouve trop souvent des g/L sans qu'il soit précisé s'il s'agit de litres de solvant ou de litres de solution. Ce n'est pas un problème pour des solubilité faibles (<10g/L) mais devient très gênant pour des solubilité élevées.

m@ch3

[Psky]

Bonjour et merci,

@gts: donc ce que vous me dites est que le NaCl a bien une solubilité max de 357 g qui se dissout complètement sans poudre excédentaire lorsqu'on ajuste avec de l'eau pure au trait de jauge à 1000 mL ce qui fait une concentration de 357 g/L, et non pas de 357 g dans 1000 mL ?
@mach3: oui c'est bien ce dont j'ai l'impression, et j'ai l'impression que parfois la solubilité est exprimée en g/L en faisant soit référence à la concentration massique à saturation soit la quantité de soluté max à dissoudre dans le volume de solvant de référence (souvent 100 mL ou 1 L)

Et du coup, mes calculs sont corrects ? ou pas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

C'est en effet un peu n'importe quoi entre les les %w/v les %w les g/L non spécifiés... mais dans le cas de NaCl, cela a finalement bien l'air d'être g(NaCl)/L(eau).

[Psky]

Donc 357 g NaCl dans 1000 mL d'eau ? et non pas 357 g NaCl que l'on dissout en ajustant au trait de jauge à 1000 mL avec de l'eau ?
(disons plutôt 360 g dans 1000 mL à 20-25°C)

Est-ce correct ?

[gts2]

Donc 357 g NaCl dans 1000 mL d'eau ? et non pas 357 g NaCl que l'on dissout en ajustant au trait de jauge à 1000 mL avec de l'eau ?

C'est bien cela : j'ai trouvé des mesures de solubilité forums.futura-sciences.com/chimie et c'est plutôt cohérent avec dans 1000 mL d'eau.

[gts2]

Et du coup, mes calculs sont corrects ? ou pas ?

Cela a l'air : par exemple, j'ai trouvé un 26,48% en masse qui colle avec votre 26,31%

[Psky]

Merci beaucoup d'avoir vérifié. Cela me rassure dans le fait que je comprenne correctement.

Je trouve que cela n'est pas suffisamment clair dans les documents, comme souligné par @mach3 et il serait bien d'être plus précis dans la spécification de l'unité de la solubilité d'une molécule dans sa fiche technique.

On peut clairement confondre avec la concentration massique à saturation, ce qui est différent.

Je viens de trouver ce site qui traite bien de ce sujet: https://dornshuld.chemistry.msstate....11/solubility/