Physique-chimie pour la santé (ST2S) · Première · Analyser et diagnostiquer
L’eau, une molécule polaire
Pourquoi l’eau dissout… ou pas.
En bref
Le corps humain est composé d'environ 60 % d'eau.
Le corps humain est composé d'environ 60 % d'eau. Sa structure moléculaire explique pourquoi elle dissout le glucose mais pas l'huile, pourquoi la glace flotte, et comment le savon ou la bile emportent les graisses.
Une molécule polaire
L'oxygène est plus électronégatif que l'hydrogène : il attire davantage les électrons des liaisons O–H. Il porte une charge partielle négative δ⁻, chaque hydrogène une charge partielle positive δ⁺. La liaison O–H est polaire.
La molécule d'eau est coudée : les charges partielles ne se compensent pas, la molécule entière est polaire.
La liaison hydrogène
Un hydrogène δ⁺ d'une molécule est attiré par l'oxygène δ⁻ d'une molécule voisine : c'est la liaison hydrogène, représentée en pointillés O–H···O. Beaucoup plus faible qu'une liaison covalente, elle explique pourtant :
- une température d'ébullition élevée pour une si petite molécule ;
- la structure ouverte de la glace, où chaque molécule est liée à quatre voisines : la glace occupe plus de volume que l'eau liquide et flotte.
Les changements d'état
Sous pression atmosphérique normale :
| Le changement | La température |
|---|---|
| Fusion (solide → liquide) | 0 °C |
| Vaporisation (liquide → gaz) | 100 °C |
Pendant un changement d'état d'un corps pur, la température reste constante : c'est un palier. La fusion et la vaporisation absorbent de la chaleur (elles sont endothermiques) ; c'est pourquoi l'évaporation de la sueur refroidit la peau.
Qui se dissout dans l'eau ?
« Qui se ressemble s'assemble » : l'eau, polaire, dissout les espèces polaires ou ioniques.
| L'espèce | Son comportement | Pourquoi |
|---|---|---|
| Glucides, sel | Hydrophiles, très solubles | Nombreuses fonctions –OH qui forment des liaisons hydrogène avec l'eau |
| Huiles, graisses | Hydrophobes, insolubles | Longues chaînes carbonées apolaires |
Deux liquides miscibles se mélangent en une seule phase (eau et éthanol). Non miscibles, ils forment deux phases : la moins dense est au-dessus (l'huile, de densité ≈ 0,9, flotte sur l'eau).
Micelles, extraction
Une molécule de savon a une tête hydrophile (chargée) et une queue hydrophobe (longue chaîne). Dans l'eau, les queues se regroupent autour d'une gouttelette de graisse, têtes tournées vers l'eau : c'est une micelle. Les sels biliaires agissent de même dans l'intestin pour disperser les lipides alimentaires.
On peut extraire une espèce d'une phase aqueuse avec un solvant organique où elle est plus soluble, dans une ampoule à décanter ; on repère chaque phase grâce aux densités.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Pourquoi la molécule d’eau est-elle polaire ?
2.Quelle charge partielle porte l’atome d’oxygène dans l’eau ?
3.Qu’est-ce qu’une liaison hydrogène ?
4.Pourquoi la glace flotte-t-elle sur l’eau liquide ?
5.À quelle température l’eau pure bout-elle sous pression atmosphérique normale ?
6.Pendant la fusion de la glace pure, la température :
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
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