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Sciences

La dissociation de NaCL dans de l'eau pure se fait elle instantanément? Quel serait le procédé pour obtenir une solution finale ou le sel serait dissocié uniformément dans 1 L d'eau pure?

Question de Fred, 31 ans

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

La dissolution du sel de cuisine NaCl (chlorure de sodium) dans l’eau pure est un processus qui dépend principalement de la température: plus la température de l’eau est élevée, plus le solide "disparaîtra" rapidement dans l’eau, c’est-à-dire que les grains individuels de sel se dissocieront rapidement en ions Na+ et Cl. Il suffit pour s’en convaincre de faire l’expérience avec un verre d’eau très froide et un verre d’eau très chaude dans lesquels on ajoutera simultanément des quantités égales de sel, tout en enclenchant son chronomètre!

Cependant, ce processus ne doit pas occulter le processus inverse, la vitesse de formation des cristaux (cubiques) de chlorure de sodium. Ce processus dépend principalement de la concentration des ions Na+ et Cl présents dans l’eau: plus il y a d’ions présents, plus la vitesse de formation du solide sera élevée.

Ces deux processus sont concurrents, mais ils ont lieu en parallèle: à une température donnée, la vitesse de dissolution est constante. Au départ, il n’y a pas d’ions Na+ et Cl dans l’eau, et la vitesse de formation du NaCl solide est donc nulle; mais au fur et à mesure que le solide se dissout (à vitesse constante, si la température reste fixe), les concentrations des ions Na+ et Cl augmentent, ce qui augmente la vitesse de formation du NaCl solide. Apparemment, la dissolution du sel SEMBLE diminuer, mais en fait c’est le processus global "dissolution constante + formation croissante du solide" qui nous apparaît comme étant de plus en plus lent puisque la vitesse de formation du solide augmente. A un certain point (lorsque la solution a atteint sa saturation en ions Na+ et Cl), la vitesse de formation du solide est devenue aussi élevée que la vitesse de dissolution du solide; l’équilibre est atteint et le solide ne peut plus se dissoudre. Il ne faut pas croire qu’à ce moment plus rien ne se passe; au contraire, la dissolution continue, mais à la même vitesse que la cristallisation.

Quant au procédé permettant d’obtenir une solution finale dans laquelle le sel est uniformément dissocié, il est bien simple: il suffit de mélanger de manière constante et continue pour que tous les ions Na+ et Cl formés lors de la dissolution du sel se répartissent de manière homogène dans l’ensemble du volume d’eau. Le chimiste utilisera un petit barreau magnétique et effectuera sa dissolution dans un récipient (p.ex. un bécher) positionné sur une plaque chauffante (pour chauffer afin d’accélérer la vitesse de dissolution) munie d’un agitateur magnétique qui fera tourner le petit barreau dans le bécher. Et le non-chimiste utilisera une cuillère pour mélanger son eau dans une casserole positionnée sur la cuisinière. Mêmes actions, mêmes effets!

25 septembre 2019

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