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Les précipités
precipite

En chimie, un précipité est la formation d'une phase dispersée hétérogène dans une phase majoritaire. La formation d'un précipité est la précipitation.

Cela désigne en général la formation du cristal solide d'un sel dans un liquide. En métallurgie, cela peut en outre désigner la formation d'un cristal de composition donnée au sein d'un alliage. En météorologie, cela désigne la formation de gouttes d'eau ou de cristaux de glace dans l'atmosphère, d’où le fait que l’on parle de Précipitation pour désigner la pluie.

Produit de solubilité

La présence d'un précipité stable résulte d'un équilibre thermodynamique entre la phase liquide (solution) et la phase solide (sel).

Considérons une solution, par exemple une solution aqueuse de chlorure de sodium NaCl (sel de cuisine). Si l'on met une faible quantité de sel dans l'eau, ce sel se dissout. À partir d'une quantité Cs donnée, qui dépend de la température, le sel ne se dissout plus : la solution est dite « saturée ».

Dans le cas où Cs croît avec la température, on peut avoir une dissolution d'un précipité par chauffage qui se reformera au refroidissement de la solution. Si C est la concentration de sel, alors :

C < Cs(T) : le sel est dissous ;

C > Cs(T) : le sel précipite (saturation).

La précipitation est notée comme une équation chimique :

Na++Cl- ↔ (NaCl)cr

où « Na+ » et « Cl- » désignent les espèces dissociées (le sel dissous) et « (NaCl)cr » désigne le sel cristallisé. En général, on note l'espèce dissoute sans indice, et on place une flèche sous l'espèce cristallisée :

 

Comme pour toute réaction d'équilibre, on peut définir une constante d'équilibre Ks, appelée produit de solubilité :

Ks(T) = [Na+]·[Cl-]

et le potentiel de cette constante pKs :

pKs = - log (Ks)

L'utilisation du Ks est plus générale, car les ions Na+ et Cl- peuvent provenir de plusieurs sels différents. Si les concentrations sont exprimées en moles par litre, alors dans ce cas précis on a jusqu'à la précipitation

C = [Na+] = [Cl-]

soit

Ks = Cs2

Dans le cas général, on a deux ions Am+ et Bn- qui peuvent former un sel AnBm ; le produit de solubilité s'écrit :

Ks = [Am+]n·[Bn-]m

Les diverses utilisations de la précipitation en chimie

La formation d'un précipité peut caractériser la présence d'une espèce en solution en chimie analytique.

C'est aussi le moyen de séparer une espèce présente dans un mélange, un ion métallique pour préparer le métal ou une espèce synthétisée à partir du mélange réactionnel.

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mercredi, août 16, 2017