Worldlex Wiki En chimie , l' effet d'ion commun désigne la diminution de la solubilité d'un précipité ionique suite à l'ajout à sa solution d'un composé soluble possédant un ion commun avec le précipité. Ce phénomène découle du principe de Le Chatelier , qui décrit l'équilibre d' association / dissociation ionique . Cet effet est couramment observé au niveau de la solubilité des sels et autres électrolytes faibles . L'ajout d'une quantité supplémentaire de l'un des ions du sel entraîne généralement une augmentation de la précipitation de ce dernier, ce qui réduit la concentration des deux ions du sel jusqu'à ce que l' équilibre de solubilité soit atteint. Cet effet repose sur le fait que le sel initial et le composé ajouté possèdent un ion en commun.
Exemples de l'effet d'ion commun
Dissociation du sulfure d'hydrogène en présence d'acide chlorhydrique
Le sulfure d'hydrogène (H₂S ) est un électrolyte faible . Il est partiellement ionisé en solution aqueuse ; il existe donc un équilibre entre les molécules non ionisées et les ions qui le constituent en milieu aqueux, comme suit :
- H₂S
En appliquant la loi de l'action de masse , nous avons
L'acide chlorhydrique (HCl) est un électrolyte fort qui s'ionise presque complètement sous forme d'ions H⁺.
- HCl → H + + Cl −
Si l'on ajoute du HCl à une solution de H₂S, l'ion H⁺ , présent en grande quantité, crée un effet d'ion commun. L'augmentation de la concentration en ions H⁺ due à l'ajout de HCl déplace l'équilibre de dissociation de H₂S vers la gauche, maintenant ainsi la valeur de K constante . Par conséquent, la dissociation de H₂S diminue , la concentration de H₂S non ionisé augmente et, de ce fait, la concentration en ions sulfure diminue.
Solubilité de l'iodate de baryum en présence de nitrate de baryum
L'iodate de baryum, Ba(IO₃ ) ₂ , possède un produit de solubilité K<sub> sp </sub> = [Ba²⁺ ] [IO₃⁻ ] ² = 1,57 × 10⁻⁹ . Sa solubilité dans l'eau pure est de 7,32 × 10⁻⁴ M. Cependant, dans une solution de nitrate de baryum, Ba(NO₃)₂, à une concentration de 0,0200 M , l' augmentation de la concentration en ions baryum entraîne une diminution de la concentration en ions iodate. La solubilité est ainsi réduite à 1,40 × 10⁻⁴ M , soit environ cinq fois plus faible.
Effets de solubilité
Une solution tampon contient un acide et sa base conjuguée, ou une base et son acide conjugué. L'ajout de l'ion conjugué entraîne une modification du pH de la solution tampon. Par exemple, si l'acétate de sodium et l'acide acétique sont dissous dans la même solution, ils se dissocient et s'ionisent tous deux pour produire des ions acétate . L'acétate de sodium étant un électrolyte fort , il se dissocie complètement en solution. L'acide acétique étant un acide faible , il ne s'ionise que faiblement. Selon le principe de Le Chatelier , l'ajout d'ions acétate provenant de l'acétate de sodium inhibe l'ionisation de l'acide acétique et déplace son équilibre vers la gauche. Ainsi, le pourcentage de dissociation de l'acide acétique diminue et le pH de la solution augmente. L'ionisation d'un acide ou d'une base est limitée par la présence de son acide ou de sa base conjugué(e).
- NaCH 3 CO 2 (s) → Na + (aq) + CH 3 CO 2 − (aq)
- CH3CO2H
Cela diminuera la concentration en hydronium , et la solution d'ions communs sera donc moins acide qu'une solution contenant uniquement de l'acide acétique.
Exceptions
De nombreux composés de métaux de transition contreviennent à cette règle en raison de la formation d'ions complexes, un phénomène qui n'intervient pas dans les équilibres de précipitation simples des sels à partir d'une solution ionique. Par exemple, le chlorure de cuivre(I) est insoluble dans l'eau, mais il se dissout en présence d'ions chlorure, comme lors de l'ajout d'acide chlorhydrique . Ceci est dû à la formation d' ions complexes solubles CuCl₂⁻ .
Effet ionique inhabituel
L'ajout d'un ion autre que ceux présents dans le sel précipité peut parfois accroître la solubilité de ce dernier. Ce phénomène de « relargage » est appelé « effet d'ion inhabituel » (ou « effet de sel » ou « effet d'ion diversifié »). Il se produit car, lorsque la concentration ionique totale augmente, l'attraction inter-ionique en solution peut devenir un facteur important . Cet équilibre alternatif réduit la disponibilité des ions pour la réaction de précipitation. On parle alors d'effet d'ion impair.