Solubilité des solides

La solubilité des solides (comme des liquides ou des gaz) est leur aptitude à se dissoudre dans un solvant, c'est à dire à former une phase homogène avec lui. La fraction de solide dissoute est nommée le soluté.
La solubilté des solides (comme des liquides ou des gaz) peut être répertoriée dans des tables disponibles dans la littérature, mais ce n'est pas pour autant une constante. Elle est influencée par de nombreux paramètres dont la température.
La dissolution d'un solide dans un solvant résulte d'une rupture des interractions liant entre elles les molécules de la substance solide, pour être remplacées par des interractions avec les molécules de solvant.

Solubilité des substances ionisables dans l'eau

Les substances ionisables sont capables de former avec l'eau, des ions stables. C'est le cas des acides, des bases et des sels.
Une substance ionisable en solution dans l'eau conduit à la présence simultanée de:

• des molécules libres non ionisées de la substance
• des ions produits par l'interraction de la substance avec l'eau

Quelques exemples:

NaCl ⇄ NaCl , Na⁺ , Cl^-

NH₃ + H₂O ⇄ NH₃ , NH₄⁺ , OH^-

NH₄Cl ⇄ NH₄Cl , NH₄⁺ , Cl^- , NH₃ , H⁺

Ces espèces sont en équilibre dans la solution; leurs concentrations sont définies par une constante d'équilibre Kc:

Kc = [A⁺] [B^-] / [AB]

Kc: constante d'équilibre fonction de la température
[AB]: concentration en substance non ionisée qui ne dépend que de la température et de la nature du solvant

Le terme Kc∙[AB] qui dépend de la température est remplacé par une nouvelle constante d'équilibre nommée "produit de solubilité" et généralement désignée par "Ks".

Solubilité des substances non ionisables

Les substances non ionisables recouvrent la plupart des substances organiques ne formant pas d'ions en présence du solvant.
Deux règles générales sont à retenir:

• les solvants polaires solubilisent les substances polaires et les solvants peu polaires solubilisent les substances peu polaires.
• les substances de fort poids moléculaire sont moins solubles que les substances de faible poids moléculaire

La polarité des molécules reflète la répartition dans l'espace, des électrons impliqués ou non dans les liaisons. Les molécules polaires sont comme des dipoles électrostatiques; bien qu'électriquement neutres, des densités charges positives et négatives apparaissent en différent points de la molécule. En pratique, la polarité dépend essentiellement de la nature et la répartitions des atomes constituant la molécule.

• molécules polaires
• eau, ammoniac
• alcools, acides organiques
• sucres, acides aminés
• molécules non polaires (apolaires)
• hydrocarbures aliphatiques

Solubilité des sels dans l'eau

Quelques règles générales permettant de prédire le degré de solubilité des sels courants:

• sont très solubles:
• les sels d'ammonium et de lithium, sodium, potassium (éléments du groupe 1)
• les nitrates
• les acétates
• les chlorures, bromure, iodures (sauf argent, plomb, mercure, cuivre)
• les sulfates (sauf argent, plomb, barium II, strontium II, calcium)
• sont insolubles:
• les carbonates, phosphates, hydroxydes  et sulfites sauf ceux d'ammonium, de  lithium, sodium, potassium (éléments du groupe 1)
• les sulfures sauf ceux d'ammonium, de lithium, sodium, potassium (éléments du groupe 1), et de magnésium, calcium, barium, strontium (éléments du groupe 2)