Réactions de précipitation

[invite772894fa]

Bonjour les chimistes,

Voila j'ai une petite série d'exercices à faire et je bute sur quelques petites questions ^^

Alors 1er EXERCICE :
On introduit 2.10^-3 mol de PbSO₄ solide dans un litre d'eau.
a ) Quel pourcentage de PbSO₄ passe en solution. On admet que PbSO₄ dissout est entièrement ionisé.
b ) On ajoute Na₂SO₄ ( sel soluble ) à la solution précédente.
- Que se passe t il ?
- Quelle quantité de Na₂SO₄ faut il ajouter pour que 99% de PbSO₄ soit précipité ?
Ks(PbSO₄) = 10^-7,7

Ce que j'ai fait :
Produit ionique : C_Pb²⁺.C_SO4^2- = s² = Ks
s = 1,41.10^-3 mol.L^-1

C_PbSO4 = 2.10^-3 - 1,41.10^-3 = 1,86.10^-3 mol.L^-1

En faisant le produit en crois il y a 93% de PbSO₄ qui ne s'est pas dissous, donc 7% est passé en solution.

Par contre quand on rajoute du Na₂SO₄ il se forme plus de précipité non? parce qu'on rajoute duSO₄^2-.

Mais comment je peux faire pour savoir combien faut il en rajouter pour avoir 99% de précipité?
______________________________ ____

2eme EXERCICE :
Calculer la solubilité du carbonate de baryum.
a ) dans l'eau pure
b ) Dans des solution tampons ph = 12 ; 8 ; 4
Pks(BaCO₃) = 8,31
Pour CO₂,H₂O : pK1 = 6,3 pK2 = 10,2

Ce que j'ai fait :
BaCO₃ = Ba²⁺ + CO₃^2-

En fait j'ai un gros problème là, je n'arrive pas à commencer :/
Comment faire quand on a un acide/base faible, dois je considérer toutes les acidités ?
Aidez moi plz ^^
___________________________

Merci de votre aide
-----

[mach3]

Ce que j'ai fait :
Produit ionique : C_Pb²⁺.C_SO4^2- = s² = Ks
s = 1,41.10^-3 mol.L^-1

C_PbSO4 = 2.10^-3 - 1,41.10^-3 = 1,86.10^-3 mol.L^-1

En faisant le produit en crois il y a 93% de PbSO₄ qui ne s'est pas dissous, donc 7% est passé en solution.

là tu fais erreur, c'est le contraire, 93% passent en solution.

Par contre quand on rajoute du Na₂SO₄ il se forme plus de précipité non? parce qu'on rajoute duSO₄^2-.

Mais comment je peux faire pour savoir combien faut il en rajouter pour avoir 99% de précipité?

tu vas augmenter la concentration de SO₄^2-, la concentration de Pb²⁺ doit donc chuter pour que l'égalité du Ks soit respectée.

Pour le deuxième exercice, tu dois considérer que la concentration de CO₃^2- dépend du pH, donc la concentration maximum de Ba²⁺ (qui respecte l'égalité du Ks) peut varier.

m@ch3

[invite772894fa]

là tu fais erreur, c'est le contraire, 93% passent en solution.

Je veux bien te croire mais j'ai du mal a comprendre alors
Il reste 1,86.10^-3 mol.L^-1 de PbSO₄(solide). Comment il peut y en avoir 93% qui passe en solution ?

Mon produit en croix :
2.10^-3 -> 100 %
1,86.10^-3 -> x
x = 93 %

-----------------------------

Sinon :

Pour le deuxième exercice, tu dois considérer que la concentration de CO32- dépend du pH, donc la concentration maximum de Ba2+ (qui respecte l'égalité du Ks) peut varier.

Il faut alors que je calcule le pH de la solution saturée ? comment faire si on a aucune concentration ?
Dans le cas contraire que dois je faire ?

Un petit ébauche de ce que j'ai fait en réfléchissant :
BaCO₃ = Ba²⁺ + CO₃^2-
CO₃^2- + H₂O = HCO₂^- + OH^-

Ks = [Ba²⁺]+[CO₃^2-]
or [Ba²⁺] = s et s =[CO₃^2-] + [HCO₃^-]

Quand je développe avec Ka ect je trouve :
s = Racine de ( Ks.(1+[H₃O⁺]) / Ka )

Voila là je suis coincée à cause de [H₃O⁺ snif

[mach3]

Produit ionique : C_Pb²⁺.C_SO4^2- = s2 = Ks
s = 1,41.10^-3 mol.L-1

cela signifie que la concentration de la solution peut atteindre 1,41.10^-3mol/L

donc en mettant 2.10^-3 mol dans un litre, il reste 0,59.10^-3 qui ne sont pas dissoutes

Pour le deuxieme j'y réfléchi. il faut que tu considère aussi le couple HCO3-/H2O.CO2. le H3O+ qui te bloque n'oublie pas que c'est 10^-pH et le pH tu le connais...

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Bon, ça se fait bien.

(1)

(2)

(3)

et (4) (on considère évidemment qu'on est pile à la limite de solubilité)

tu te sers de 2 et 3 pour faire disparaitre HCO3- et CO2.H2O dans 4, puis tu remplace CO32- de 1 par son expression que tu obtiens avec 4, et le tour est presque joué.

m@ch3

[invite772894fa]

donc en mettant 2.10^-3 mol dans un litre, il reste 0,59.10^-3 qui ne sont pas dissoutes

Erf oui en plus je me suis trompée dans le calcul, ce n'est pas 1.86.10^-3, il y a donc 29,5 % qui est passé en solution.

Bon sinon pour déterminer la quantité à rajouter de Na₂SO₄. Voila ce que j'ai fait :
on sait qu'il y a 0.59.10^-3 soit 70.5 % qui ne sont pas dissoutes.
Alors il faut 0.59.10^-3 + x pour avoir 99 % de précipité.
Après produit en produit en croix j'obtient : 2.38.10^-4 mol.l-1
Donc il faut rajouter 2.38.10^-4 mol de Na₂SO₄.

Je pense que mon calcul est juste, a vérifier si quelqun a le temps

[invite772894fa]

Pour le deuxieme j'y réfléchi. il faut que tu considère aussi le couple HCO3-/H2O.CO2. le H3O+ qui te bloque n'oublie pas que c'est 10-pH et le pH tu le connais...

Ah bon bizzare je ne connais pas la concentration initial de PbSO₄.
Tu pourrais me dire comment le trouver ?
On en connait que pKs, et les 2 pKa

Sinon en faisant ce que tu me conseilles j'ai un calcul hyper compliqué lol mais il me manque toujours la concentration de H₃O⁺

Merci en tout cas pour ton aide
Je suis tellement pommé pour cette exo

Vu que je galère pour calculer la solubilité dans l'eau pur, je crains le pire pour les solutions tampons

[invite772894fa]

Bonjour,

Dis moi si tu as un peu temps tu pourrai mexpliquer comment as tu déterminé l'électroneutralité de la réaction car je ne comprend pas pourquoi tu met : [BA²⁺] = [CO₃^2-]+[HCO₃^-]+[CO₂H₂O]
Il n'y a pas conservation des charges... si ? jai 2+ = 1-
CO₂H₂O est neutre, pourquoi tu le mets avec les anions ?

Désolé je n'ai jamais vraiment compris à l'électroneutralité, et le prof est bien assez pressé, ça serait bien que je le comprenne une bone fois pour toute

[pephy]

Dis moi si tu as un peu temps tu pourrai mexpliquer comment as tu déterminé l'électroneutralité de la réaction car je ne comprend pas pourquoi tu met : [BA²⁺] = [CO₃^2-]+[HCO₃^-]+[CO₂H₂O]

bonjour
ce n'est pas l'équation d'électroneutralité.
Cela exprime l'égalité des quantités Ba2+ et CO3--, ce dernier pouvant se transformer...

[invite772894fa]

Ah ouuups merci pephy
Oubliez ce que j'ai dit alors -_-

Bon donc jai les formules mais me manque le pH dans l'eau pure.

Est ce que la formule sera la meme pour les différentes solutions tampons ? je n'aurai qu'à changer la concentration en H₃O⁺ ?

[invitef2147476]

Ah ouuups merci pephy
Oubliez ce que j'ai dit alors -_-

Bon donc jai les formules mais me manque le pH dans l'eau pure.

Est ce que la formule sera la meme pour les différentes solutions tampons ? je n'aurai qu'à changer la concentration en H₃O⁺ ?

Salut,

Ce que tu peux faire pour simplifier un peu tout ça. c'est considérer les espèces présentes selon le pH.

par exemple, pour un pH = 12, l'espèce majoritaire sera CO32-. Ce qui permet de simplifier pas mal le prb

Je pense que l'eau pur à un pH de 7.

A+
Bonne chance

[invite772894fa]

oui l'eau pur a un pH de 7, mais quand le solide se dissout en ions, le pH change non?
Je dis une bêtise ? Dans ce cas alors c'est simple

Sinon oui je pense que si je prend le couple qui correspond au pH, ça simplifiera tout ^^

[invite772894fa]

Pour le pH dans l'eau pure jai enfin trouvé :
PH : 0,5 ( pKa2 + pke + log 10^-8,3 )
En fait c'était tout bête -_-

et ensuite je vais appliquer la formule compliquée que j'ai établis pour les différents pH.