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Equilibres de solubilité des sels

Un sel faiblement soluble en solution saturée, en présence de sel en phase solide constitue un exemple d'équilibre en milieu hétérogène. Dans le cas des sels, il y a équilibre entre le sel solide et les ions en solution puisque les sels sont des électrolytes forts, pratiquement totalement dissociés en solution aqueuse.

Ainsi, par exemple, pour le chlorure de plomb PbCl2, on écrira :

(PbCl2)solide ⇌ (PbCl2)dissous → Pb2+ + 2 Cl-

ce qui revient en fait à l'équilibre

(PbCl2)solide ⇌ Pb2+ + 2 Cl-


puisque le PbCl2 dissous est entièrement dissocié en solution diluée. Compte tenu du fait que la concentration en PbCl2 en phase solide est une constante (la densité d'un solide est une constante à température fixe si ce sel solide est le seul présent), la constante d'équilibre sera donnée par l'expression suivante appelée produit de solubilité Ksp:

Ksp = [Pb2+][Cl-]2 = 1,7 × 10-5 M3


Si l'on désigne par S la solubilitédu sel (en mol/L = masse de sel soluble par litre d'eau, divisée par sa masse molaire) on aura S = [Pb2+] = [Cl-]/2 et le produit de solubilité sera donné par :

Ksp= S (2 S)2 = 4 S3 (mole/L)3


soit S (PbCl2) = 1,62 × 10-2 M ou en concentration massique 1,62 × 10-2 × 278 = 4,5 g/L ou, si l'on utilise les pourcentages massiques, 0,45 g %.

Pour tout sel en solution saturée, la constante d'équilibre peut être exprimée comme le produit des concentrations en ions, chacune affectée de l'exposant correspondant à son coefficient stœchiométrique. La relation entre le produit de solubilité Ksp et la solubilité S présentera une forme différente suivant le nombre d'ions formés par la dissociation. Pour les sels 1:1 (par exemple AgCl), on aura Ksp = S2.