Chimie des solutions

Solubilité et Ks

Pour un sel peu soluble AB : AB(s) ⇌ A⁺(aq) + B⁻(aq). Ks (produit de solubilité) = [A⁺][B⁻]. Plus Ks est petit, moins le sel est soluble. Précipitation si Q > Ks (quotient réactionnel > Ks). Solubilité s = (Ks)^(1/n) selon la stœchiométrie.

Facteurs influençant la solubilité

Effet d'ion commun : l'ajout d'un ion commun diminue la solubilité (déplacement d'équilibre).
pH : pour les sels d'acides faibles (CaCO3), l'acidification augmente la solubilité (H⁺ consomme l'anion).
Complexation : la formation d'un complexe augmente la solubilité (consomme le cation libre).
Température : solubilité augmente généralement avec T (sauf exceptions : CaSO4, Ca(OH)2).

Complexation

Métal + ligand(s) → complexe. M + nL ⇌ MLn. Constante de formation globale beta_n = [MLn]/([M][L]^n). Les complexes stables ont des beta élevés. Agents chélateurs : ligands multidentates (EDTA, 6 sites de liaison) → complexes très stables (effet chélate).

Applications biomédicales

Calculs rénaux : oxalate de calcium (CaC2O4, très peu soluble). Prévention : hydratation, citrate (complexe le Ca²⁺).
EDTA : chélation du Ca²⁺ (anticoagulant in vitro), traitement intoxication plomb.
Gadolinium chélaté (IRM) : le chélate empêche la toxicité du Gd³⁺ libre.

Point clé concours : L'hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 est le minéral de l'os et de l'émail dentaire. Sa solubilité augmente en milieu acide → caries dentaires. Le fluor substitue OH → fluoroapatite (plus résistante).