Par Kevin Beck Mis à jour le 30 août 2022
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Lorsque vous saupoudrez du sel de table dans un verre d'eau, vous assistez à un ballet chimique quotidien qui régit également nos océans, qui couvrent plus des deux tiers de la surface de la Terre.
Le sel de table est le composé ionique chlorure de sodium (NaCl) , composé d'atomes de sodium et de chlore. Au moment où les cristaux touchent l’eau, le sel « disparaît » tandis que ses ions se dispersent dans le liquide. Plus vous ajoutez de sel, plus la solution met de temps à atteindre l'équilibre, ce qui nécessite souvent une légère agitation pour faciliter le processus.
L'eau (H₂O) est une molécule simple mais remarquable :deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène, ce qui donne un rapport molaire de 2 : 1. Parce que l’oxygène est environ seize fois plus lourd que l’hydrogène, l’eau contient environ 90 % d’oxygène en masse. Il est solide en dessous de 0°C, liquide entre 0°C et 100°C et vapeur au-dessus de 100°C. Bien qu'électriquement neutre, l'eau est polaire :l'oxygène porte une légère charge négative tandis que les hydrogènes portent une légère charge positive.
Le NaCl est ionique et se forme lorsque le sodium cède un électron au chlore, créant ainsi une liaison hautement électronégative. Une fois dissous, les ions Na⁺ et Cl⁻ interagissent avec les molécules d'eau polaires.
Certains pourraient se demander si le chlorure de sodium pourrait produire de l’acide chlorhydrique dans l’eau. La réaction théorique est :
NaCl + H₂O ⇌ NaOH + HCl
En pratique, cette réaction est énergétiquement défavorable. L'acide chlorhydrique est un acide beaucoup plus fort que l'eau, qui est neutre (pH=7). Tout H⁺ libéré serait immédiatement neutralisé par NaOH, la base forte formée. Thermodynamiquement, l'équilibre se situe loin à gauche, donc NaCl se dissout simplement sans former de HCl.
Le processus de dissolution est piloté par des attractions électrostatiques :les ions Na⁺ sont attirés vers les extrémités oxygène des molécules H₂O, tandis que les ions Cl⁻ sont attirés vers les extrémités hydrogène. Ces interactions créent un « tir à la corde » qui surmonte les liaisons ioniques du NaCl. Les liaisons covalentes plus fortes de l'eau et son réseau de liaisons hydrogène séparent ensuite le sel, laissant les ions solvatés par les molécules d'eau environnantes.