Tableau de miscibilité des solvants

Qu'est-ce que la miscibilité ?

La miscibilité définit la manière dont les substances se combinent (ou se mélangent) pour former une solution homogène sans précipité. La miscibilité fait la plupart du temps référence aux liquides, mais elle peut aussi s'appliquer aux gaz et aux phases solides.

Les recherches portant sur la miscibilité concernent souvent le domaine des sciences des matériaux, un secteur de la chimie dans lequel toute nouvelle stratégie permettant de prédire les interactions entre substances est susceptible d'accélérer les découvertes. Des applications spécifiques ont été signalées sur plusieurs sujets :

• Recherche sur les polymères pour le secteur pharmaceutique
• Nouveaux solvants pour les matériaux de pointe tels que les semiconducteurs organiques
• Liquides ioniques utilisés comme électrolytes, comme dans le cas des batteries rechargeables du type lithium-ion

Comment détermine-t-on la miscibilité

La manière la plus commune de déterminer la miscibilité se fait par évaluation visuelle. Si deux substances forment une couche, elles sont clairement immiscibles. Parmi les méthodes de détermination plus précises, on peut citer l'analyse chromatographique couplée à la spectroscopie, ainsi que la viscosimétrie, l'osmétrie et la calorimétrie.

Il est relativement facile de consulter les tableaux comme celui présenté ci-dessous pour connaître la miscibilité des solvants de laboratoire courants ; les substances ou les combinaisons de solvants nouvelles et innovantes, quant à elles, ont peu de chance de figurer dans les tables existantes. Dans ce cas, la miscibilité peut être prédite en employant les mêmes règles générales que celles qui s'appliquent à la solubilité. Une substance arrive à dissoudre ce qui lui ressemble. Les composés contenant des types de liaison similaires sont davantage susceptibles d'êtres solubles l'un dans l'autre (voire même parfois miscibles).

Dans quelle mesure la miscibilité d'un liquide dans l'eau est-elle liée à la polarité du liquide ?

La polarité a une influence directe sur la solubilité (et la miscibilité). Les liquides ont tendance à être miscibles avec les liquides de polarité proche, et le même principe s'applique aux substances non polaires. En effet, les forces d'attraction et de répulsion entre les molécules du mélange seront approximativement égales, même si d'autres types de molécules ont été ajoutées. Un liquide de polarité proche de celle de l'eau devrait donc être miscible à l'eau.

Mesure de la polarité

Le moment dipolaire correspond à la mesure de la polarité d'une liaison chimique. Il est mesuré sur une échelle allant de 0 à 11 debyes (D), 0 indiquant l'absence de moment dipolaire et 11 décrivant une liaison fortement polaire. Pour bon nombre de substances, notamment les liquides liés de manière covalente, il est utile de connaître la polarité de la molécule entière plutôt que celle de ses liaisons prises isolément. Les chimistes considèrent, en première approximation, que la somme vectorielle de tous les moments dipolaires des liaisons d'une molécule permet d'estimer la polarité globale de cette molécule. La mesure du moment dipolaire d'une liaison figure sur la page de chaque solvant dans notre centre dédié aux solvants. 

Tableau de miscibilité des solvants

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Solubilité et miscibilité

La solubilité et la miscibilité décrivent des phénomènes similaires, mais pas tout à fait identiques.

Il existe tout un spectre de solubilité. Des substances peuvent très mal se mélanger, ou au contraire très bien, et il est possible de décrire des solutions comme "partiellement solubles" ou "solubles dans une grande proportion".

La miscibilité, quant à elle, est une propriété absolue qui ne s'exprime pas sous forme de degré. Les substances miscibles ne produisent aucun effet de stratification, ni aucun précipité, mélange partiel ou séparation. Les substances miscibles se mélangent entièrement.

Lorsque deux substances sont miscibles, elles sont aussi complètement solubles l'une dans l'autre, quel que soit leur ordre d'introduction. Par exemple, le tétrahydrofurane (THF) et l'eau sont miscibles.

Lacune de miscibilité

On parle de lacune de miscibilité lorsque les substances mélangées existent sous au moins deux phases, et que leur miscibilité présente de ce fait un "trou". En d'autres termes, les substances ne peuvent pas se mélanger dans les conditions données car elles ne se trouvent pas dans la même phase, ou du moins pas dans une phase compatible. La phase est affectée par la température et la pression.