Sciences · Chimie
Les sels en chimie
En chimie, un sel est un composé ionique formé de cations et d’anions, électriquement neutre. Il résulte souvent de la réaction d’un acide avec une base. Le sel de cuisine, NaCl, n’en est qu’un parmi des milliers.
Mis à jour le 4 min de lecture
Dans le langage courant, « le sel » désigne le chlorure de sodium. Pour un chimiste, le mot recouvre une famille immense : le calcaire, le plâtre, le bicarbonate, les engrais azotés, la craie, le salpêtre ou le sulfate de cuivre sont tous des sels. Ils ont en commun d’être constitués d'ions, liés par liaison ionique dans un réseau cristallin.
Comment se forme un sel ?
| Réaction | Exemple |
|---|---|
| Acide + base → sel + eau (neutralisation) | HCl + NaOH → NaCl + H₂O |
| Acide + métal → sel + dihydrogène | Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂ |
| Acide + carbonate → sel + eau + CO₂ | CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ |
| Acide + oxyde métallique → sel + eau | CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O |
| Métal + non-métal | 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl |
| Précipitation entre deux solutions | AgNO₃ + NaCl → AgCl (solide) + NaNO₃ |
La neutralisation est la voie classique : le cation vient de la base, l’anion de l’acide. Le nom du sel garde la trace de l’acide d’origine (voir acides, bases et pH).
Nommer un sel
On nomme l’anion, puis le cation. Le nom de l’anion dérive de l’acide :
| Acide | Anion | Sel de sodium |
|---|---|---|
| Chlorhydrique HCl | chlorure Cl⁻ | chlorure de sodium NaCl |
| Sulfurique H₂SO₄ | sulfate SO₄²⁻ | sulfate de sodium Na₂SO₄ |
| Sulfureux H₂SO₃ | sulfite SO₃²⁻ | sulfite de sodium Na₂SO₃ |
| Nitrique HNO₃ | nitrate NO₃⁻ | nitrate de sodium NaNO₃ |
| Nitreux HNO₂ | nitrite NO₂⁻ | nitrite de sodium NaNO₂ |
| Phosphorique H₃PO₄ | phosphate PO₄³⁻ | phosphate de sodium Na₃PO₄ |
| Carbonique H₂CO₃ | carbonate CO₃²⁻ | carbonate de sodium Na₂CO₃ |
| Acétique CH₃COOH | acétate CH₃COO⁻ | acétate de sodium CH₃COONa |
Règle mnémotechnique : les acides en -hydrique donnent des sels en -ure, les acides en -ique des sels en -ate, les acides en -eux des sels en -ite.
Quand un acide peut libérer plusieurs H⁺, il existe des sels acides qui en conservent un : l’hydrogénocarbonate de sodium NaHCO₃ (le bicarbonate), l’hydrogénosulfate de sodium NaHSO₄.
Propriétés générales
- Solides cristallins à température ambiante, souvent à haute température de fusion.
- Conducteurs une fois fondus ou dissous : leurs solutions sont des électrolytes.
- Solubilité très variable : les nitrates et la plupart des sels de sodium, de potassium et d’ammonium sont solubles ; de nombreux carbonates, phosphates et sulfures sont très peu solubles. Voir la solubilité.
- Couleur : les sels de métaux alcalins et alcalino-terreux sont généralement blancs ; ceux des métaux de transition sont souvent colorés (sulfate de cuivre bleu, permanganate de potassium violet, dichromate orange).
- pH en solution : un sel issu d’un acide fort et d’une base forte donne une solution neutre (NaCl) ; d’un acide faible et d’une base forte, une solution basique (bicarbonate, carbonate de sodium) ; d’un acide fort et d’une base faible, une solution acide (chlorure d’ammonium).
Les sels hydratés
Certains sels cristallisent avec des molécules d’eau intégrées au réseau. Le sulfate de cuivre pentahydraté CuSO₄·5H₂O est bleu ; chauffé, il perd son eau et devient blanc. Une goutte d’eau suffit à le rebleuir : c’est un test classique de présence d’eau.
Les sels du quotidien
| Nom courant | Nom chimique | Formule | Usage |
|---|---|---|---|
| Sel de table | chlorure de sodium | NaCl | alimentation, déneigement |
| Bicarbonate de soude | hydrogénocarbonate de sodium | NaHCO₃ | levure chimique, entretien |
| Cristaux de soude | carbonate de sodium décahydraté | Na₂CO₃·10H₂O | nettoyage, lessive |
| Calcaire, craie, marbre | carbonate de calcium | CaCO₃ | construction, tartre |
| Plâtre, gypse | sulfate de calcium | CaSO₄ (hydraté) | construction |
| Salpêtre | nitrate de potassium | KNO₃ | engrais, poudre noire |
| Sel d’Epsom | sulfate de magnésium heptahydraté | MgSO₄·7H₂O | bains, agriculture |
| Ammonitrate | nitrate d’ammonium | NH₄NO₃ | engrais |
| Fluorure (dentifrice) | fluorure de sodium | NaF | prévention des caries |
Le chlorure de sodium a sa propre fiche, ainsi que ses effets sur la santé (sel et santé).
Les sels dans l’organisme
Les ions issus des sels dissous, appelés électrolytes en médecine (sodium, potassium, calcium, magnésium, chlorure, phosphate, bicarbonate), règlent l’équilibre hydrique, la transmission nerveuse, la contraction musculaire et le pH du sang. Le squelette est formé pour l’essentiel d’un phosphate de calcium, l’hydroxyapatite.
Questions fréquentes
Le sucre est-il un sel ?
Non. Le saccharose est un composé moléculaire, dont les atomes sont liés par des liaisons covalentes ; il ne contient pas d’ions. Il se dissout dans l’eau sans se dissocier et sa solution ne conduit pas le courant.
Pourquoi appelle-t-on « sels » des composés qui n’ont rien de salé ?
Par extension historique : au XVIIIᵉ siècle, les chimistes ont reconnu dans le sel marin le modèle d’une catégorie de corps issus d’un acide et d’une base. Beaucoup de sels sont amers, d’autres toxiques ; on ne doit jamais goûter un produit chimique.
Tous les sels sont-ils solubles dans l’eau ?
Non. Le calcaire, le chlorure d’argent ou le sulfate de baryum sont pratiquement insolubles. Les sels de sodium, de potassium, d’ammonium et les nitrates sont, eux, presque tous solubles.