Produit de solubilité

ParRémi

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Produit de solubilité

Utiliser le produit de solubilité pour raisonner sur dissolution et précipitation.

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1. Définition du produit de solubilité

Définition

Le produit de solubilité (noté KsK_s) est une constante d’équilibre qui caractérise la solubilité d’un composé ionique peu soluble dans l’eau. Il s’exprime comme le produit des concentrations des ions présents en solution, chacune élevée à la puissance correspondant à leur coefficient stœchiométrique dans l’équation de dissociation.

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2. Expression du produit de solubilité

Pour un composé ionique générique AmBn\text{A}_m\text{B}_n qui se dissout selon l’équation :

AmBn(s)↔mAn+(aq)+nBm−(aq)\text{A}_m\text{B}_n (s) \leftrightarrow m\text{A}^{n+} (aq) + n\text{B}^{m-} (aq)

Le produit de solubilité est donné par :

Ks=[An+]m×[Bm−]nK_s = [\text{A}^{n+}]^m \times [\text{B}^{m-}]^n

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3. Calcul de la solubilité ( s s )

La solubilité ss représente la concentration molaire du composé dissous à l’équilibre. Pour un sel AmBn\text{A}_m\text{B}_n, les concentrations des ions en fonction de ss sont :

  • [An+]=m×s[\text{A}^{n+}] = m \times s
  • [Bm−]=n×s[\text{B}^{m-}] = n \times s

Ainsi, l’expression du produit de solubilité devient :

Ks=(m×s)m×(n×s)nK_s = (m \times s)^m \times (n \times s)^n

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4. Exemples d’utilisation du produit de solubilité

Exemple 1 : chlorure d’argent (AgCl\text{AgCl})

Équation de dissolution :

AgCl(s)↔Ag+(aq)+Cl−(aq)\text{AgCl} (s) \leftrightarrow \text{Ag}^+ (aq) + \text{Cl}^- (aq)

Le produit de solubilité s’exprime par Ks=[Ag+]×[Cl−]K_s = [\text{Ag}^+] \times [\text{Cl}^-]. Si la solubilité du chlorure d’argent est ss, alors [Ag+]=[Cl−]=s[\text{Ag}^+] = [\text{Cl}^-] = s, et :

Ks=s2K_s = s^2

Exemple 2 : hydroxyde de fer(III) (Fe(OH)3\text{Fe(OH)}_3)

Équation de dissolution :

Fe(OH)3(s)↔Fe3+(aq)+3OH−(aq)\text{Fe(OH)}_3 (s) \leftrightarrow \text{Fe}^{3+} (aq) + 3\text{OH}^- (aq)

Le produit de solubilité est Ks=[Fe3+]×[OH−]3K_s = [\text{Fe}^{3+}] \times [\text{OH}^-]^3. Si la solubilité est ss, alors [Fe3+]=s[\text{Fe}^{3+}] = s et [OH−]=3s[\text{OH}^-] = 3s, donc :

Ks=s×(3s)3=27s4K_s = s \times (3s)^3 = 27s^4

Exemple 3 : sulfate de baryum (BaSO4\text{BaSO}_4)

Équation de dissolution :

BaSO4(s)↔Ba2+(aq)+SO42−(aq)\text{BaSO}_4 (s) \leftrightarrow \text{Ba}^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq)

Le produit de solubilité est Ks=[Ba2+]×[SO42−]K_s = [\text{Ba}^{2+}] \times [\text{SO}_4^{2-}]. Si la solubilité est ss, alors :

Ks=s2K_s = s^2

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5. Conseils pour utiliser le produit de solubilité

conseil

Lors du calcul de la solubilité, faites attention aux coefficients stœchiométriques. Si le sel se dissocie en plusieurs ions, la concentration de chaque ion sera proportionnelle à la solubilité ss multipliée par son coefficient dans l’équation de dissociation.

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6. Résumé

Le produit de solubilité (KsK_s) est une constante qui permet de prévoir la formation d’un précipité et de calculer la solubilité des sels peu solubles. L’application correcte du KsK_s est essentielle pour comprendre les équilibres en solution et les réactions de précipitation.

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