Au programme de ce chapitre
- I. Ce qui assure la cohésion de la matière
- II. Dissolution d'une espèce dans un solvant
- III. L'extraction par solvant
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition La cohésion d'un solide ou d'un liquide résulte d'interactions attractives entre ses entités. On en distingue trois familles, par énergie croissante : les interactions de Van der Waals, attractions faibles entre dipôles, permanents ou instantanés, qui existent entre toutes les entités ; la liaison hydrogène, interaction privilégiée entre un atome d'hydrogène lié à un atome très électronégatif (O, N, F) et un doublet non liant d'un autre atome électronégatif ; l'interaction électrostatique entre ions de charges opposées, la plus forte.
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Un exemple corrigé
Exemple Les alcanes linéaires ne sont liés que par des interactions de Van der Waals, dont l'intensité croît avec la taille de la molécule : le butane C₄H₁₀ bout à −0,5 °C, le pentane C₅H₁₂ à 36 °C, l'octane C₈H₁₈ à 126 °C. L'eau, de masse molaire bien plus faible (18,0 g·mol⁻¹), bout pourtant à 100 °C : chaque molécule peut engager quatre liaisons hydrogène, ce qui rend son réseau exceptionnellement cohésif.
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Liaison hydrogène : seulement si l'H est lié à O, N ou F (atomes très électronégatifs).
Attention Dissolution et fusion sont deux transformations différentes : dissoudre du sel, c'est disperser ses ions dans l'eau (transformation physique réversible par évaporation) ; fondre du sel, c'est le porter à 801 °C. Attention aussi à l'écriture : dans une équation de dissolution, rien n'est créé, les ions préexistent dans le cristal.
L'astuce du prof
Astuce Pour savoir quelle phase est en haut, comparez les masses volumiques : le liquide le moins dense surnage. Avec le dichlorométhane (ρ = 1,33 g·mL⁻¹), la phase organique est cette fois en bas, sous l'eau : c'est la source d'erreur la plus fréquente en travaux pratiques.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
Cite les trois interactions de cohésion, par intensité croissante.
Voir la correction
Van der Waals, liaison hydrogène, interaction ionique.
Exercice 2
Quand une liaison hydrogène s'établit-elle ?
Voir la correction
Entre un H lié à O, N ou F et un doublet non liant d'un atome électronégatif.