Pourquoi NH3 est-il soluble dans l'eau ?

Pourquoi l’ammoniac se dissout-il si bien dans l’eau ?

L’ammoniac (NH3) est un gaz incolore à l’odeur piquante caractéristique. Il est étonnamment soluble dans l’eau, bien plus que d’autres gaz. Plongeons dans les interactions moléculaires fascinantes qui expliquent cette affinité particulière.

Liaisons hydrogène : le secret d’une union soluble

Au cœur de cette solubilité élevée se trouve la formation de liaisons hydrogène entre les molécules d’eau (H2O) et d’ammoniac. Mais qu’est-ce qu’une liaison hydrogène ? C’est une interaction attractive particulière impliquant un atome d’hydrogène lié à un atome électronégatif, comme l’oxygène dans l’eau. Cet hydrogène, légèrement positif, est attiré par les doublets non liants d’un atome électronégatif d’une autre molécule, comme l’azote dans l’ammoniac.

La polarité : un terrain fertile pour les liaisons

La formation de liaisons hydrogène est favorisée par la polarité des molécules impliquées. L’eau et l’ammoniac sont toutes deux des molécules polaires.

• Dans l’eau, l’oxygène, plus électronégatif, attire davantage les électrons partagés, lui conférant une charge partielle négative (δ-). Les atomes d’hydrogène, par contraste, deviennent légèrement positifs (δ+).
• Dans l’ammoniac, l’azote, également électronégatif, porte une charge partielle négative (δ-) et les atomes d’hydrogène une charge partielle positive (δ+).

Un ballet moléculaire harmonieux

Ainsi, lorsqu’on mélange de l’ammoniac et de l’eau, les charges partielles opposées s’attirent. Des liaisons hydrogène se forment entre l’hydrogène de l’eau et l’azote de l’ammoniac, et vice-versa. Ces liaisons hydrogène, bien que plus faibles que les liaisons covalentes au sein des molécules, sont suffisamment fortes pour permettre aux molécules d’eau d’entourer et de “solvater” les molécules d’ammoniac, favorisant ainsi sa dissolution.

Au-delà de la simple solubilité

La forte solubilité de l’ammoniac dans l’eau a d’importantes implications. Elle est notamment à la base de la formation d’ammoniaque (solution aqueuse d’ammoniac), largement utilisée dans l’industrie et dans les produits ménagers.

En somme, la solubilité de l’ammoniac dans l’eau est une fascinante démonstration du rôle crucial des liaisons hydrogène et de la polarité en chimie. Ces forces intermoléculaires, bien que discrètes, façonnent les propriétés et les interactions des substances qui nous entourent.