Sel (chimie)

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Structure dans l'espace d'un cristal de sel de chlorure de sodium (NaCl)

En chimie, un sel est un composé ionique composé de cations et d'anions formant un produit neutre et sans charge nette. Ces ions peuvent être aussi bien minéraux (chlorure Cl^-) qu'organiques (acétate CH₃-COO^-) et monoatomiques (fluorure F^-) aussi bien que polyatomiques (sulfate SO₄^2-).

Les anions porteurs de deux charges négatives ou plus peuvent former des sels doubles ou triples ; par exemple, ces deux sels qui sont très présents dans la croûte terrestre :

• les feldspaths, des silicates [Si₃O₈^4-] doubles de potassium [K⁺] et d'aluminium [Al³⁺] ;
• la dolomite, un carbonate double de calcium et magnésium [CaMg(CO₃)₂].

Les solutions de sels dans l'eau sont appelées électrolytes, car conductrices de l'électricité.
Les sels fondus sont tout aussi conducteurs que les électrolytes.

Aspect

Cristaux de chlorure de sodium

Consistance

Les sels sont en général des cristaux solides à point de fusion relativement élevé. Cependant, il existe des sels qui sont liquides à température ambiante, ceux que l'on appelle liquides ioniques. Les sels minéraux ont d'habitude une faible dureté et une faible compressibilité, à l'instar du sel de table.

Couleur

Les sels peuvent être clairs et transparents (chlorure de sodium), opaques, et même métalliques et lustrés (disulfure de fer). La couleur des cristaux ou des solutions salines dépend des ions qui constituent le sel. Les sels sont incolores lorsque leurs ions sont eux-mêmes incolores ; c'est le cas, par exemple, des sulfates et nitrates de sodium, de potassium, de calcium, d'ammonium, d'aluminium, etc. Ils sont, au contraire, fortement colorés quand leurs ions sont eux-mêmes colorés : ils communiquent alors à l'eau leur teinte caractéristique. Tel est le cas, par exemple, de l'ion permanganate violet MnO₄^-, de l'ion chromate jaune CrO₄^2-, etc.

Les sels peuvent avoir diverses couleurs, par exemple :

• jaune (chromate de sodium) ;
• orange (dichromate de sodium) ;
• rouge (sulfure de mercure) ;
• mauve (hexahydrate de dichlorure de cobalt) ;
• bleu (pentahydrate de sulfate de cuivre, hexacyanoferrate ferrique) ;
• vert (oxyde de nickel) ;
• incolore (sulfate de magnésium) ;
• blanc (dioxyde de titane) ;
• et noir (dioxyde de manganèse). La plupart des pigments minéraux ainsi que de nombreux colorants de synthèse organiques sont des sels.

Saveur

Des sels différents peuvent donner les cinq goûts de base, c’est-à-dire salé, sucré, acide, amer et savoureux.

Odeur

Nomenclature

En français, le nom d'un sel commence par celui de l'anion (ex. : chlorure de ou acétate de) suivi de celui du cation (ex. : sodium ou ammonium). Les sels sont souvent cités en fonction du seul nom du cation (ex. : sel de sodium ou sel d'ammonium) ou de celui de l'anion (ex. : chlorure ou acétate).

Quelques cations courants formant des sels

• ammonium NH₄⁺
• calcium Ca²⁺
• fer Fe²⁺ (ion fer II) et Fe³⁺ (ion fer III)
• magnésium Mg²⁺
• potassium K⁺
• pyridinium C₅H₅NH⁺
• ammonium quaternaire NR₄⁺
• sodium Na⁺
• lithium Li⁺

Quelques anions courants formant des sels

(Le nom de l'acide parent est entre parenthèses)

• acétate CH₃-COO^- (acide acétique)
• carbonate CO₃^2- (acide carbonique)
• chlorure Cl^- (acide chlorhydrique)
• citrate HO-C(COO^-)(CH₂-COO^-)₂ (acide citrique)
• cyanure C≡N^- (acide cyanhydrique ou cyanure d'hydrogène)
• hydroxyde HO^- (Eau)
• nitrate NO₃^- (acide nitrique)
• nitrite NO₂^- (acide nitreux)
• oxyde O^2- (Eau)
• phosphate PO₄^3- (acide phosphorique)
• sulfate SO₄^2- (acide sulfurique)

Formation

Les sels sont formés par réaction entre :

• une base et un acide : NH₃ + HCl → NH₄Cl
• un métal et un acide : Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂
• une base et un anhydride acide : 2 NaOH + Cl₂O → 2 NaClO + H₂O
• un acide et un anhydride basique : 2 HNO₃ + Na₂O → 2 NaNO₃ + H₂O

Les sels peuvent aussi se former si des solutions de différents sels sont mélangées ensembles. Les ions se recombinent alors et de nouveaux sels insolubles se forment et précipitent :

Pb(NO₃)₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → PbSO₄(s) + 2 NaNO₃(aq)

Références

• (en) Kurlansky, Mark, Salt: A World History, Walker Publishing Company, 2002 (ISBN 0142001619)
• Claude Viel, "Histoire chimique du sel et des sels" in revue Science Tribune, septembre 1997 article en ligne.

Voir aussi

• Électrolyte
• Eutectique
• Ion zwitter
• Liaison ionique
• Natron
• Salinité
• Sel acide
• Sel de table
• Sodium
• Trichloroacétate
• Matte (métallurgie)

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