Nature Et Propriété De La Lumière

Propriétés colligatives des solutions

Les propriétés colligatives sont des grandeurs thermodynamique de solution ou de suspension qui dépendent du nombre de molécules présentes, et non de la nature chimique des molécules présentes.

Solutions : définition et caractéristiques

Rappel : l’état liquide

La matière est continuellement soumise à deux mouvements opposés :

le rassemblement lié aux forces de liaison intermoléculaire

la dispersion liée au phénomène d’agitation thermique

Si le rassemblement > dispersion → état solide

Si rassemblement < dispersion → état gazeux

Si rassemblement = dispersion → état liquide

↪ l’état liquide reste un état cohérent (non dispersé) mais le glissement des molécules les unes par rapport aux autres entrainent une absence de forme propre définissant ainsi le caractère fluide.

Composition des solides

Une solution liquide peut correspondre à un mélange : solide – liquide, liquide – liquide ou gaz – liquide.

Nous considérons dans la suite du cours exclusivement le cas de solutions issues de mélange solide – liquide.

Une solution comporte :

Un véhicule → le solvant

Un corps dissout → le soluté

Une solution est un mélange homogène au niveau moléculaire de divers composés dans un liquide.

Exemple : solution de sérum physiologique, il s’agit de NaCl et d’eau. Cet ensemble ne forme qu’une seule phase car le mélange n’a aucune discontinuité

Classification des solutions

Solution micromoléculaire :

↪ Les molécules contiennent quelques dizaines d’atomes ; (ex : urée, glucose, NaCl)

Lorsque la quantité augmente, il existe une limite à partir de laquelle le solide ne se dissout plus, la solution est dite saturée (2 phases : solide, solution saturée)

La solubilité du solide dépend de la nature du solide, de celle du liquide et de la température (T).

Solutions neutres (molécules)

Solutions électrolytiques (ions)

↪ Les ions sont obtenus par dissociation de composés ioniques (acides, bases, sels) ou par ionisation en solution de composés polaires (HCl gazeux, CH3 – COOH liquide). Ces solutions conduisent le courant électrique.

Solution macromoléculaire ou solution colloïdales :

↪ Les molécules en solution sont des macromolécules

Etat hybride de dispersion d’un solide dans un liquide

Les molécules contiennent entre 103 et 109 atomes (ex : ADN)

Les solutions macromoléculaires, à l’opposé des solutions micromoléculaires, ne traversent pas certaines membranes.

Etat dans lequel existe, dans un solvant, des amas moléculaires de taille et donc de masse, si faible que ceux-ci sont maintenus en suspension à l’état dispersé de façon stable (i.e ne se sédimentent pas en raison de l’agitation thermique des molécules du solvant qui l’entourent).

On a : une phase dispersante (véhicule) et une phase dispersé (particule)

Quantification des solutions

↪ La définition quantitative d’une solution s’effectue par sa fraction molaire et ses différentes concentrations

La notion de fraction molaire est indépendante des conditions de mesures (notamment de la température)

↪ C’est la grandeur utilisée en thermodynamique des solutions.

Fraction molaire : permet de connaitre les proportions relatives de chaque corps pur qui sont présent dans unes solution

↪ C’est le rapport du nombre de mole de soluté sur le total de mole de la solution.

Si A est le solvant et B le soluté, la fraction molaire xB du composé b est donné par la relation : x_B=n_B/(n_A+n_B )

Cette expression s’étend aux solutions qui ont plusieurs solutés ou qui sont constitué de plusieurs composés chimiques : x_B=n_B/(n_A+n_B+⋯)

↪ Expression sans dimension : elle n’a pas d’unité.

Concentration pondérale :

C_p=(masse de soluté)/(volume de solution)=m/V unité∶ Kg/m^3 ou g/L

Concentration molaire :

C=(quantité de matière)/(volume de solution)=n/V unité∶ mol/m^3 ou mol/L

M = masse molaire et n = nombre de mole

 C=m/(M.V)

Concentration molale :

↪ exprime le nombre de moles de soluté par unité de masse du solvant

C_m=(quantité de matière)/(masse de solvant)=n/m_0 unité: mol/Kg ou mmol/(L d^' eau)

La molalité et la molarité d’un soluté plasmique diffèrent, car 1 litre de plasma contient 930g d’eau et 70g de protéine.

Si on considère une solution suffisamment diluée, les concentrations molaires et molales sont confondues.

Concentration osmolaire :

En milieu liquide, les molécules de solvant et de soluté, neutres ou ioniques, se déplacent les unes par rapport aux autres et chacune d’entre elles constituent une entité cinétique.

Une osmose (osm) contient un nombre d’entité cinétique égale au nombre d’Avogadro.

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