■ La réaction chimique désigne le modèle avec lequel les chimistes rendent compte d'une transformation dans un système chimique. Elle s'écrit à l'aide d'une équation de réaction composée des formules des réactifs, d'une flèche et finalement des formules des produits. Les nombres stoechiométriques indiquent les proportions dans lesquels les espèces chimiques sont engagées dans la transformation. L'état physiques des entités chimiques est mentionné entre parenthèses : (s), (l), (g) ou (aq).

■ La présence de deux doublets non liants autour de l'oxygène est responsable de la forme coudée de la molécule d'eau. La différence d'électronégativité entre l'oxygène et l'hydrogène explique que l'eau est une espèce chimique polaire.

■ L'interaction électrostatique est attractive entre deux systèmes porteurs de charges électriques dont les signes sont opposés. Sinon elle est répulsive.

L'état solide est l'état le plus organisé de la matière. Les entités qui composent un solide sont assez fixement disposées dans l'espace les unes par rapport aux autres Si cette organisation est régulière, la structure est cristalline. Si les entités qui composent le cristal sont des ions, on parle de composé ionique ou de cristal ionique. Si les entités sont des molécules, on parle de solide moléculaire.
Ex. : le sucre de table est un solide moléculaire, le sel de cuisine est un cristal ionique.
Dans cette partie, on cherche à expliquer les mécanismes microsopiques qui permettent aux entités chimiques de rester soudées entre elles dans un solide, on parle de cohésion des solides.

■ Dans un solide moléculaire, les entités chimiques ne portent pas de charge globale, comme les ions. Plusieurs cas de figure sont envisagés pour expliquer la cohésion des solides au cas par cas :

l'espèce chimique est polaire : elle présente localement un pôle + et un pôle - distincts et permanents. Entre deux entités voisines, il y a attraction électrostatique entre le pôle + de l'une et le pôle - de l'autre, c'est l'interaction électrostatique entre les charges partielles qui fournit l'explication. On parle d'interaction entre dipôles permanents ;



l'espèce chimique est apolaire : à un instant donné, en raison de l'agitation des particules, la répartition des électrons dans chaque entité n'est jamais absolument uniforme, il est donc possible de distinguer à cet instant une région peut-être plus dense en électrons et une autre moins dense, donc un pôle - instantané et un pôle + instantané. L'interaction entre les pôles instantanés des deux entités voisines explique à chaque instant leur cohésion. On parle d'interaction entre dipôles instantanés ;

Que se passe-t-il lorsqu'une espèce chimique est introduite dans l'eau ?

L'eau est une espèce polaire, dans laquelle on distingue un pôle + et un pôle -. Au contact d'un sel ionique, comme le chlorure de sodium, l'eau va pouvoir établir des interactions de nature électrostatique avec chacun des ions du cristal.
Face à un anion, chargé négativement, l'eau pourra présenter son pôle + disposé au voisinage de ses hydrogènes. Face à un cation, chargé positivement, l'eau pourra présenter son pôle -, disposé sur l'oxygène. Ces interactions vont permettre de joindre des molécules d'eau aux ions. Les molécules d'eau l'emportent et l'ion en question se détache alors du cristal : il y a dissociation du solide.

Les molécules d'eau se positionnent tout autour de l'ion qui s'est dissocié du solide et forment autour de lui une sphère de solvatation. L'ion est alors à l'état aqueux, c'est-à-dire solvaté par l'eau. L'agitation des molécules dans le milieu est ensuite responsable de la dispersion des ions dans le solvant.
Ainsi, la dissolution d'un solide dans l'eau s'opère en trois étapes :

• la dissociation du solide ;
• la solvatation des entités chimiques ;
• la dispersion des entités chimiques.

Dans la situation où le solide n'est pas ionique, mais moléculaire par exemple, comme c'est le cas du sucre, les interactions électrostatiques mises en jeu s'exercent entre les dipôles permanents ou instantanés. Nous verrons dans un prochain chapitre que l'eau n'est pas un bon solvant pour toutes les espèces chimiques, les corps gras par exemple, et cela s'expliquera notamment par l'intensité des différentes interactions entre les molécules d'eau et les espèces en question.

La dissolution est une transformation de la matière qui est modélisée par une réaction chimique. Dans cette transformation, l'eau n'est pas un réactif, car elle n'est pas transformée ni consommée. L'eau se positionne seulement autour des ions en raison des interactions électrostatiques. Le solide, lui, est un réactif car il est consommé, il se transforme, il n'est pas récupéré tel quel à la fin. Les produits sont quant à eux les espèces chimiques obtenues par dissociation du solide sous l'action de l'eau.

Ex. de la dissolution du chlorure de sodium :

Dans cette situation, chaque mole de solide dissous produit une mole d'ion sodium et une mole d'ion chlorure. Ainsi, en préparant une solution aqueuse de chlorure de sodium dont la concentration apportée en chlorure de sodium vaut C = 7 mmol/L, la concentration en ion sodium aura la même valeur, la concentration en ions chlorure aura la même valeur.
La concentration des ions dissous en solution est notée à l'aide de crochets :

Ex. de la dissolution du chlorure de magnésium : Ici, la dissolution de chaque mole de solide permet de produire une mole d'ion magnésium et deux moles d'ions chlorure, ainsi on récupère deux fois plus d'ions chlorure qu'on avait en quantité de matière de solide. Par conséquence :

D'une manière générale, si un composé a pour formule A_aB_b, l'équation de la réaction de dissolution dans l'eau s'écrit (sans le souci des charges électriques) :

ce qui conduit, en termes de concentrations, à écrire que :