Solubilité des alcools et des alcanes dans l’eau

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Cours de physique – niveau classe de première S – partie « Lois et modèles – Cohésion et transformations de la matière »

  1. Rappel sur la solubilité
  2. Solubilité des alcools dans les solvants polaires et apolaire
  3. Solubilité des alcools dans l’eau
  4. Solubilité des alcanes dans les solvants polaires et apolaires
  5. Solubilité des alcanes dans l’eau

Rappel sur la solubilité

  • La solubilité d’une espèce chimique dans un solvant reflète la capacité de cette espèces chimique à se dissoudre dans ce solvant.
  • C’est une grandeur correspondant à la concentration massique (ou parfois molaire) de l’espèce chimique dans une solution saturée, c’est à dire une solution où la concentration est maximale.
  • Si la dissolution d’un soluté n’est pas possible dans un solvant alors sa solubilité y est nulle, on dit qu’il y est insoluble. Si le soluté est à l’état liquide alors on peut aussi dire que ce soluté et le solvant ne sont pas miscibles: c’est par exemple le cas du pentane et de l’hexane dans l’eau.
  • Lorsque le soluté est à l’état liquide alors il est possible qu’il n’y ait pas de limite à sa solubilité, dans ce cas le solvant et le soluté sont dits miscibles: c’est par exemple le cas du méthanol et de l’éthanol dans l’eau.

Solubilité des alcools dans les solvants polaires et apolaire

En raison de leur fonction hydroxyle (-OH) les alcools sont constitués de molécules polaires et susceptibles d’établir des liaisons hydrogène.

Par conséquent les alcools sont en général solubles dans les solvants polaires et en particulier dans ceux qui peuvent établir des liaisons hydrogène mais cette solubilité diminue avec la longueur de la chaîne carbonée.

Les alcools sont peu solubles dans les solvants apolaires néanmoins cette solubilité augmente avec la longueur de la chaîne carbonée qui constitue la partie hydrophobe (et donc lipophile)

Solubilité des alcools dans l’eau

L’eau est un solvant polaire qui établit des liaisons hydrogène:

Les alcools à chaine courte (méthanol, éthanol et le propanol) y sont totalement miscibles et la solubilité des autres diminue lorsque la longueur de la chaîne carbonée augmente: la solubilité du butanol plus élevée que celle du pentanol qui est elle-même supérieure à celle de l’hexanol etc.

solubilité de quelques alcools dans l’eau exprimée en mole par litre (mol.L-1) sous une pression d’une atmosphère et à une température de 25 °C.

  • Méthanol miscible
  • Éthanol miscible
  • Propanol miscible
  • Butanol 0,11 mol.L-1
  • Pentanol 3,0.10-2 mol.L-1
  • Hexanol 5,8.10-3 mol.L-1
  • Heptanol 8,0.10-4 mol.L-1

Solubilité des alcanes dans les solvants polaires et apolaires

Les alcanes sont constitués de molécules apolaires, elles ne peuvent établir que des liaisons de Van der Waals entre dipôles instantanés, Une molécule d’alcane ne peut donc pas venir se glisser au milieu de molécules de solvant maintenues entre elles par des interaction plus forte:

Les alcanes sont insolubles ou très peu solubles dans les solvants polaires

Par contre les molécules d’alcane peuvent se glisser parmi des molécules d’un solvant apolaire:

Les alcanes sont solubles dans dans les solvants apolaires

Solubilité des alcanes dans l’eau

L’eau est un solvant polaire et les alcanes n’y sont pas solubles.

Notions de seconde à réviser

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