Comment faire le test de solubilité ?

Déterminer la solubilité d’un solide : un protocole expérimental précis

La solubilité d’une substance, c’est-à-dire sa capacité à se dissoudre dans un solvant donné, est une propriété physique fondamentale. Déterminer cette solubilité de manière précise nécessite un protocole rigoureux. Voici une méthode simple pour évaluer la solubilité d’un solide dans l’eau, assortie d’explications et de conseils pour maximiser la fiabilité des résultats.

Matériel nécessaire :

• Un cylindre gradué de 10 mL (précision au moins 0,1 mL)
• Une éprouvette de 25 mL minimum
• Une balance analytique (précision au moins 0,01 g)
• Une nacelle de pesée propre et sèche
• Un agitateur magnétique (facultatif, mais recommandé)
• Un bain-marie thermostaté (pour des températures contrôlées)
• De l’eau distillée
• La substance solide dont on veut déterminer la solubilité
• Un thermomètre

Protocole expérimental :

1. Préparation de la solution: Mesurez précisément 10,0 mL d’eau distillée à l’aide du cylindre gradué et transférez-la délicatement dans l’éprouvette. Notez la température de l’eau avec le thermomètre ; c’est la température initiale du solvant. Il est crucial d’utiliser de l’eau distillée pour éviter toute interférence d’impuretés.

2. Pesée de la substance: Pesez la nacelle de pesée vide sur la balance analytique et notez sa masse (m_{nacelle vide}). Ajoutez une petite quantité (environ 0,5 g) de la substance solide à tester dans la nacelle. Pesez à nouveau la nacelle avec la substance (m_{nacelle + substance}). Calculez la masse de la substance (m_substance = m_{nacelle + substance} – m_{nacelle vide}). Notez toutes ces valeurs avec précision. Il est conseillé de répéter cette étape plusieurs fois, en augmentant progressivement la quantité de solide ajoutée, pour déterminer la limite de solubilité.

3. Dissolution et agitation: Ajoutez progressivement la substance solide pesée à l’eau distillée dans l’éprouvette, en veillant à éviter les pertes. Si possible, utilisez un agitateur magnétique pour assurer une dissolution homogène. Sinon, agitez délicatement et continuellement l’éprouvette à la main.

4. Observation et détermination de la solubilité: Continuez à ajouter la substance solide et à agiter jusqu’à ce qu’une quantité significative de solide ne se dissolve plus, même après une agitation prolongée (au moins 5 minutes). A ce stade, on observe une phase solide non dissoute au fond de l’éprouvette.

5. Calcul de la solubilité: Une fois l’équilibre atteint (plus de dissolution observable), pesez à nouveau la nacelle contenant la substance non dissoute (m_{nacelle + substance résiduelle}). La masse de la substance dissoute est donc (m_substance – (m_{nacelle + substance résiduelle} – m_{nacelle vide})). La solubilité s’exprimera en g/mL ou g/L, en divisant la masse de substance dissoute par le volume d’eau (10 mL ou 0,01 L). Indiquez la température à laquelle la solubilité a été déterminée.

Remarques importantes :

• La solubilité est une fonction de la température. Il est important de contrôler la température, idéalement en utilisant un bain-marie thermostaté.
• Répétez l’expérience plusieurs fois pour obtenir des résultats plus fiables et calculer un écart type.
• Spécifiez toujours la substance testée, le solvant utilisé (ici l’eau distillée) et la température de la mesure.

Ce protocole fournit une méthode de base pour déterminer la solubilité. Des méthodes plus sophistiquées existent pour des substances très peu solubles ou pour des solvants autres que l’eau. L’utilisation d’un spectrophotomètre peut également permettre une détermination précise de la concentration d’une solution saturée.