Notion

Soluté, solvant et solution

Une solution est un mélange homogène liquide (le plus souvent) résultant de la dissolution d'une ou plusieurs espèces chimiques dans un liquide. Elle se compose de deux constituants :

  • Le solvant : le liquide majoritaire (en masse ou en volume), qui dissout les espèces chimiques et constitue la phase continue de la solution.
  • Le soluté : l'espèce chimique (molécule, ion) dissoute en quantité minoritaire, dispersée à l'échelle moléculaire ou ionique — à distinguer d'une suspension ou d'une émulsion, où la dispersion n'est pas moléculaire et le mélange n'est pas homogène.

Le cas où le solvant est l'eau est appelé solution aqueuse : c'est le cas très largement dominant au lycée et en début de CPGE.

\[ c = \dfrac{n_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}\ \ (\text{mol·L}^{-1}) \qquad c_m = \dfrac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}\ \ (\text{g·L}^{-1}) \] Relation de passage : \(c_m = M\,c\), avec \(M\) la masse molaire du soluté.

En CPGE, la concentration est prolongée par la notion d'activité \(a_i\) du soluté : pour une solution idéale diluée, \(a_i = c_i / c^{\circ}\), avec \(c^{\circ} = 1\ \text{mol·L}^{-1}\) la concentration de référence. L'activité intervient dans l'expression du potentiel chimique du soluté, \(\mu_i = \mu_i^{\circ} + RT\ln a_i\).

Pièges usuels :
  • Homogénéité : une solution est par définition homogène ; ne pas la confondre avec une suspension ou une émulsion, mélanges hétérogènes.
  • Non-additivité des volumes : le volume d'une solution n'est en général pas la somme des volumes de soluté et de solvant purs avant mélange (point à surveiller en TP de préparation de solutions).
  • Concentration ≠ activité : en CPGE, ne pas substituer directement \(c_i\) (avec dimension) à \(a_i\) (sans dimension, rapportée à \(c^{\circ}\)) dans une expression de potentiel chimique.