Solution

Une solution est un mélange homogène de deux ou plusieurs substances, originellement dans un état.


Catégories :

Thermochimie - Solution

Définitions :

  • Liquide homogène contenant un corps dissout - préparation diluée de certains produits odorants ou de concentrés de Parfum (solution alcoolique). (source : beautissimo)

Une solution est un mélange homogène de deux ou plusieurs substances, originellement dans un état (solide, liquide, gazeux).

La substance majoritaire est nommée solvant, les substances minoritaires sont les solutés.

Solution dans un gaz

Articles détaillés : Gaz, gaz parfait et Mélange homogène.

On parle assez rarement de «solution» pour un gaz. Un mélange de gaz est généralement homogène après un court instant, à cause de l'agitation thermique (voir les articles Mouvement brownien et Diffusion), mais il peut y avoir une stratification en présence d'un champ de gravité si la hauteur du contenant est importante...

Solution dans un liquide

La solution dans un liquide est l'exemple le plus connu. Une solution ayant l'eau comme solvant est nommée solution aqueuse. Il est envisageable de mettre en solution :

La concentration massique, noté "t" (ou "Cm") donne l'expression c=m/V
La concentration molaire, noté "C" (ou "Cn") donne l'expression C=n/V

Solution solide

Article détaillé : Solution solide.

Une solution solide correspond à un solide homogène constitué par le mélange de plusieurs corps purs.

Cœxistence de phases

Une solution peut être

Proportion de phases et concentration

Soient l composants. La concentration du composant peut s'exprimer de plusieurs manières :

Dans le cas d'une solution liquide, on se ramène fréquemment à un volume d'un litre de solution, et on définit :

Dans le cas d'un gaz, on utilise

Solution diluée, activité

On nomme une solution diluée le cas d'une solution pour laquelle la quantité de solutés est particulièrement inférieure à la quantité totale de solution. Si on sert à désigner le solvant par l'indice s, on peut par conséquent utiliser les approximations suivantes :

n \simeq n_s, N_i \simeq \frac{n_i}{n_s}, N_s \simeq 1 ;
m \simeq m_s, M_i \simeq \frac{m_i}{m_s}, M_s \simeq 1.

Pour les solutions liquides :

C_i \simeq \frac{n_i}{v_s}, Cs est l'inverse du volume molaire du solvant ;
\tau_i \simeq \frac{m_i}{v_s}, τs' est la masse volumique du solvant ;
v \simeq v_s, V_i \simeq \frac{v_i}{v_s}, V_s \simeq 1

Dans le cas d'une solution diluée, le potentiel chimique est une fonction affine du logarithme de la concentration, pour une température fixée :

Quand on n'est plus en solution diluée (ou dans le cas de gaz, à haute pression, quand on ne peut plus faire l'approximation des gaz parfaits), il faut faire intervenir l'activité chimique ai :

\mu_i(T,P) = \mu_iˆ0(T) + R \cdot T \cdot \ln(a_i)

Ceci est l'approche du point de vue «chimique» : on part de ce qu'on mesure bien (le volume, la masse…). D'un point de vue thermodynamique, on débute plutôt par définir l'activité, puis on établit que dans le cas des solutions diluées,

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