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title: "Solutions et solubilité"
book: "La chimie à l’école — Années 1 à 12"
subject: chemistry
language: fr
chapter: 9
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/9-solutions-et-solubilite
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Chapitre 9 — Solutions et solubilité

On ouvre une bouteille d’eau gazeuse : un sifflement, et un flot de minuscules bulles monte de nulle part. Une seconde plus tôt, l’eau semblait parfaitement limpide, et pourtant un gaz y était dissous depuis le début. Les solides se dissolvent, les liquides aussi, et les gaz également — mais jamais sans limite. Ce chapitre nomme les parties d’une solution et mesure la quantité d’une substance qu’un liquide peut contenir.

**Rappel.**

Un solide qui [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) dans l’eau disparaît à la vue et laisse le liquide limpide ; ce liquide limpide est une solution, et ce qui a été dissous s’y trouve toujours ([Chapitre 2](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#ch-g2-mixing-and-dissolving)). Une solution est un [mélange homogène](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/8-corps-purs-et-melanges#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) d’[espèces chimiques](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/8-corps-purs-et-melanges#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) ([Chapitre 8](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/8-corps-purs-et-melanges#ch-g6-pure-substances-and-mixtures)). Faire évaporer l’eau permet de récupérer le solide dissous ([Chapitre 3](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/3-separer-les-melanges#ch-g3-separating-mixtures)).

![On ouvre une bouteille d’eau gazeuse : le gaz dissous ressort sous forme de bulles.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/img-496ac65c5d6a.jpg)

*On ouvre une bouteille d’eau gazeuse : le gaz dissous ressort sous forme de bulles.*

## 9.1 Soluté et solvant

**Définition 9.1 (Soluté, solvant, solution aqueuse).**

Dans une solution, la substance qui [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) est le *soluté*, et le liquide dans lequel elle [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) est le *solvant*. Quand le solvant est l’eau, la solution est une *solution aqueuse*.

**Exemple 9.2 (D’autres solvants que l’eau).**

L’eau est le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) le plus courant, mais pas le seul. Le vernis à ongles ne [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) pas dans l’eau ; il [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) dans la propanone (l’acétone), le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) du dissolvant pour vernis. La graisse et la peinture à l’huile se dissolvent dans le white-spirit. Beaucoup de médicaments sont dissous dans l’éthanol. Une solution peut avoir plusieurs [solutés](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : l’eau de mer contient du sel dissous et bien d’autres substances.

**Sécurité.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/fig-7323bebe7717.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/fig-895ed5895dff.svg)

La propanone (acétone) : liquide et vapeur très inflammables (GHS02) ; elle irrite les yeux et sa vapeur peut provoquer somnolence ou vertiges (GHS07). On l’utilise dans une pièce aérée, loin de toute flamme.

**Proposition 9.3 (Les masses s’additionnent).**

La masse d’une solution est la masse du [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) plus la masse du [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) dissous : rien ne se perd quand un solide [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve), même si on ne le voit plus.

![Dissoudre 10\, g de sucre dans 100\, g d’eau donne 110\, g de solution (la masse du bécher n’est pas comptée).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/fig-8ddf95cc24ac.svg)

*Dissoudre $10\,\mathrm{g}$ de sucre dans $100\,\mathrm{g}$ d’eau donne $110\,\mathrm{g}$ de solution (la masse du bécher n’est pas comptée).*

## 9.2 Saturation et solubilité

**Définition 9.4 (Solution saturée).**

Une solution est une *solution saturée* quand elle ne peut plus dissoudre davantage de son [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : tout [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) ajouté reste au fond sans [se dissoudre](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve), même si l’on remue longtemps.

**Définition 9.5 (Solubilité).**

La *solubilité* d’un [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) dans un [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) est la plus grande masse de [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) qu’une quantité donnée de [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) peut dissoudre, à une température donnée. Pour un solide dans l’eau, on la donne souvent en grammes par litre (ou par kilogramme) d’eau.

**Proposition 9.6 (Quelques solubilités dans l’eau).**

Les [solubilités](#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) mesurées dans l’eau sont extrêmement différentes :

| [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) | [solubilité](#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) dans l’eau | conditions |
| --- | --- | --- |
| sucre (saccharose) | environ $2000\,\mathrm{g}$ par litre d’eau | température ambiante |
| sel (chlorure de sodium) | $360\,\mathrm{g}$ par kilogramme d’eau | $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ |
| dioxyde de carbone | environ $1.5\,\mathrm{g}$ par litre | $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, sous le gaz |
| oxygène | environ $0.04\,\mathrm{g}$ par litre | $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, sous le gaz |
| sable, craie | pratiquement nulle | — |

Un litre d’eau peut dissoudre plus que sa propre masse de sucre, mais pas même un demi-gramme d’oxygène.

**Méthode 9.7 (Tout va-t-il se dissoudre ?).**

Pour savoir si une masse $m$ de [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) complètement dans un volume d’eau :

1. chercher la [solubilité](#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) du [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) (en g par litre d’eau) ;
2. calculer la plus grande masse que ce volume d’eau peut dissoudre ;
3. comparer avec $m$ : si $m$ est plus petite, tout [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) ; si $m$ est plus grande, la solution est saturée et le reste demeure au fond.

**Exemple 9.8 (Du sel dans un verre).**

$50\,\mathrm{g}$ de sel peuvent-ils [se dissoudre](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) dans $200\,\mathrm{mL}$ d’eau (environ $200\,\mathrm{g}$) ? Un kilogramme d’eau dissout au plus $360\,\mathrm{g}$ de sel, donc $200\,\mathrm{g}$ d’eau en dissolvent au plus $360 \times
\frac{200}{1000} = 72\,\mathrm{g}$. Comme $50 < 72$, tout le sel [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve).

![On ajoute de plus en plus de sel à la même eau. Une fois la solution saturée, le sel en trop reste au fond.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/fig-3a89db9d892e.svg)

*On ajoute de plus en plus de sel à la même eau. Une fois la [solution saturée](#def-g6-solutions-and-solubility-saturated), le sel en trop reste au fond.*

**Au laboratoire — Saturer de l’eau en sel.**

L’enseignant ajoute du sel à $100\,\mathrm{mL}$ d’eau, une cuillerée à la fois, en remuant bien après chacune. Les premières cuillerées disparaissent ; puis une cuillerée ne [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) plus entièrement et des grains blancs restent au fond : la solution est saturée. En pesant le sel utilisé, on trouve qu’environ $36\,\mathrm{g}$ se sont dissous.

## 9.3 Liquides miscibles et non miscibles

**Définition 9.9 (Liquides miscibles et non miscibles).**

Un liquide est *miscible* avec un autre quand, mélangés, les deux donnent un seul liquide homogène. Il est *non miscible* avec lui quand les deux se séparent en deux couches, la plus légère au-dessus.

**Exemple 9.10 (L’eau et l’éthanol, l’eau et l’huile).**

L’eau et l’éthanol sont [miscibles](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) : agités ensemble, ils donnent un seul liquide limpide. L’eau et l’huile ne sont pas [miscibles](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) : on a beau les agiter fort, l’huile remonte et flotte sur l’eau en une couche séparée. Dans un pot de vinaigrette, l’huile flotte au-dessus du vinaigre, qui est surtout de l’eau.

![Des liquides miscibles donnent une couche ; des liquides non miscibles en donnent deux.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/fig-06c5bf9d4a30.svg)

*Des liquides [miscibles](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) donnent une couche ; des liquides [non miscibles](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) en donnent deux.*

![La vinaigrette : l’huile et le vinaigre ne sont pas miscibles.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/img-ebabe2cd570f.jpg)

*La vinaigrette : l’huile et le vinaigre ne sont pas [miscibles](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible).*

## 9.4 Les gaz se dissolvent aussi

**Proposition 9.11 (Les gaz dissous).**

Les gaz se dissolvent dans l’eau, un peu. On fabrique les boissons gazeuses en y dissolvant du dioxyde de carbone sous pression, dans une bouteille fermée ; quand on ouvre la bouteille, une partie du gaz ressort sous forme de bulles. L’eau au contact de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) contient de l’oxygène dissous, que les poissons prélèvent par leurs branchies. Un gaz [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) moins dans l’eau chaude que dans l’eau froide : une boisson gazeuse tiède perd plus vite ses bulles.

**Exemple 9.12 (Les océans et le dioxyde de carbone).**

Les océans sont au contact de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) sur les deux tiers de la surface de la Terre. Le dioxyde de carbone de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) s’y dissout : les océans absorbent ainsi une partie du dioxyde de carbone que les humains rejettent dans l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air).

![Un aquarium : les bulles d’air maintiennent dans l’eau de l’oxygène dissous pour les poissons.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-solutions-and-solubility/img-213f04b33c58.jpg)

*Un aquarium : les bulles d’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) maintiennent dans l’eau de l’oxygène dissous pour les poissons.*

## 9.5 Exercices

**Exercice 9.1 ★.**

Dans l’eau sucrée, nomme le [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) et le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute). Est-ce une [solution aqueuse](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) ?

**Solution de Exercice 9.1.**

[Soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : le sucre. [Solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : l’eau. Oui, le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) est l’eau : c’est une [solution aqueuse](#def-g6-solutions-and-solubility-solute).

**Exercice 9.2 ★.**

Qu’est-ce qu’une [solution saturée](#def-g6-solutions-and-solubility-saturated) ? Comment peut-on voir qu’une solution est saturée ?

**Solution de Exercice 9.2.**

Une solution qui ne peut plus dissoudre davantage de son [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute). Le [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) qu’on y ajoute reste au fond sans [se dissoudre](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve).

**Exercice 9.3 ★.**

On dissout $20\,\mathrm{g}$ de sel dans $250\,\mathrm{g}$ d’eau. Quelle est la masse de la solution ?

**Solution de Exercice 9.3.**

$250 + 20 = 270\,\mathrm{g}$.

**Exercice 9.4 ★.**

[Miscible](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) ou [non miscible](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) avec l’eau : l’éthanol, l’huile de cuisine, le vinaigre ?

**Solution de Exercice 9.4.**

L’éthanol : [miscible](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible). L’huile de cuisine : [non miscible](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible). Le vinaigre : [miscible](#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) (c’est surtout de l’eau).

**Exercice 9.5 ★.**

Nomme le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) du dissolvant pour vernis à ongles et donne la signification de ses deux pictogrammes.

**Solution de Exercice 9.5.**

La propanone (acétone). GHS02 : très inflammable ; GHS07 : irrite les yeux, la vapeur peut provoquer somnolence ou vertiges.

**Exercice 9.6 ★★.**

À l’aide de la [solubilité](#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) du sel, trouve la plus grande masse de sel que $500\,\mathrm{g}$ d’eau peuvent dissoudre à $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$.

**Solution de Exercice 9.6.**

$360 \times \frac{500}{1000} = 180\,\mathrm{g}$.

**Exercice 9.7 ★★.**

On remue $80\,\mathrm{g}$ de sel dans $200\,\mathrm{g}$ d’eau à $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Tout se dissout-il ? Sinon, quelle masse reste au fond ?

**Solution de Exercice 9.7.**

$200\,\mathrm{g}$ d’eau dissolvent au plus $360 \times \frac{200}{1000} =
72\,\mathrm{g}$. Non : $80 - 72 = 8\,\mathrm{g}$ restent au fond.

**Exercice 9.8 ★★.**

On dissout $25\,\mathrm{g}$ de sucre dans $225\,\mathrm{g}$ d’eau. Quel pourcentage de la masse de la solution est du sucre ?

**Solution de Exercice 9.8.**

La solution pèse $225 + 25 = 250\,\mathrm{g}$ ; $\frac{25}{250} =
10\,\%$.

**Exercice 9.9 ★★.**

Regarde la figure des trois béchers d’eau salée. Dans quel bécher pourrait-on encore dissoudre du sel ?

**Solution de Exercice 9.9.**

Dans le premier bécher, où tout le sel s’est dissous et où la solution n’est pas encore saturée.

**Exercice 9.10 ★★.**

Pourquoi une bouteille d’eau gazeuse pétille-t-elle quand on l’ouvre, et pas avant ?

**Solution de Exercice 9.10.**

Le dioxyde de carbone a été dissous sous pression dans la bouteille fermée. L’ouvrir fait baisser la pression : l’eau peut contenir moins de gaz, et le gaz en trop ressort sous forme de bulles.

**Exercice 9.11 ★★★.**

Un litre d’eau peut dissoudre environ $2000\,\mathrm{g}$ de sucre, mais seulement environ $0.04\,\mathrm{g}$ d’oxygène. Combien de fois plus de sucre que d’oxygène cela fait-il ?

**Solution de Exercice 9.11.**

$2000 \div 0.04 = 50\,000$ fois plus.

**Exercice 9.12 ★★★.**

En été, l’eau d’un étang se réchauffe et les poissons montent à la surface pour avaler de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). Explique pourquoi à l’aide de ce chapitre.

**Solution de Exercice 9.12.**

Un gaz [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) moins dans l’eau chaude : l’étang réchauffé contient moins d’oxygène dissous, et les poissons manquent d’oxygène.

## 9.6 Problème : la saumure du fromager

**Problème 9.1.**

Problème du week-end — un bain d’eau saturée en sel pour les fromages, et ce que la chaleur de l’été lui fait

Beaucoup de fromages trempent quelques heures dans un bain de saumure : de l’eau saturée en sel. Un fromager remplit une cuve de $20\,\mathrm{L}$ d’eau ($20\,\mathrm{kg}$) et ajoute du sel jusqu’à ce qu’il en reste au fond sans [se dissoudre](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). On prend pour [solubilité](#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) du sel $360\,\mathrm{g}$ par kilogramme d’eau.

**Partie I — Le vocabulaire.**

1. Dans la saumure, quel est le [soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) et quel est le [solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) ?
2. Que signifie « saturée » pour la saumure ?
3. Pourquoi le fromager ajoute-t-il du sel jusqu’à ce qu’il en reste un peu au fond ?

**Partie II — Préparer la saumure.**

4. Quelle masse de sel [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) dans les $20\,\mathrm{kg}$ d’eau ?
5. Quelle est la masse de la saumure (sans le sel non dissous) ?
6. Quel pourcentage de la masse de la saumure est du sel ? Arrondis à l’unité.
7. Un jour, on n’ajoute que $5\,\mathrm{kg}$ de sel. La saumure est-elle saturée ? Combien de sel pourrait-elle encore dissoudre ?

**Partie III — Un été chaud.** Pendant une semaine chaude, $5\,\mathrm{L}$ ($5\,\mathrm{kg}$) d’eau s’évaporent de la saumure saturée de la partie II, sans perte de sel.

8. Combien d’eau reste-t-il dans la cuve ?
9. Quelle masse de sel cette eau peut-elle encore garder dissoute ?
10. Que devient le sel que l’eau restante ne peut plus contenir ?
11. Comment le fromager peut-il voir, en regardant, que cela s’est produit ?
12. Calcule la masse de sel qui a cristallisé au fond de la cuve.

**Solution de Problème 9.1.**

**1.** [Soluté](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : le sel. [Solvant](#def-g6-solutions-and-solubility-solute) : l’eau.

**2.** L’eau contient autant de sel qu’elle le peut : plus aucun sel ne peut s’y dissoudre.

**3.** Le sel non dissous au fond prouve que la saumure est saturée : elle contient le plus de sel possible.

**4.** $360 \times 20 = 7200\,\mathrm{g} = 7.2\,\mathrm{kg}$.

**5.** $20 + 7.2 = 27.2\,\mathrm{kg}$.

**6.** $\frac{7.2}{27.2} \approx 0.26$ : environ $26\,\%$.

**7.** Non : l’eau pourrait dissoudre $7.2\,\mathrm{kg}$. Elle pourrait encore en dissoudre $7.2 - 5 = 2.2\,\mathrm{kg}$.

**8.** $20 - 5 = 15\,\mathrm{kg}$ d’eau ($15\,\mathrm{L}$).

**9.** $360 \times 15 = 5400\,\mathrm{g} = 5.4\,\mathrm{kg}$.

**10.** Il sort de la solution sous forme de cristaux solides : il cristallise et tombe au fond.

**11.** De nouveaux cristaux blancs apparaissent et s’entassent au fond de la cuve.

**12.** $7.2 - 5.4 = 1.8\,\mathrm{kg}$ de sel ont cristallisé.