Solubilité

[Soo]

Un exercice sur la solubilité me pose problème. Plus particulièrement une question...
Dans 1 litre d'eau on ajoute 10^-2 mole d'oxalate de calcium (2(CO2)2-,Ca2+)) symbolisé par (Ox2-, Ca2+) dont le produit de la solubilité est Ks=2.5.10^-19.

1/ calculer la solubilité
Alors Ks=[Ox2-]²[Ca2+]=4s^3 d'où s=8.5.10^-4 mol.L-1

2/ A volume contant, on ajoute à la solution précédente du nitrate ferrique Fe(NO3)3. Les ions Fe3+ réagissent avec les ions oxalates pour former l'espèce stable Fe(Ox3)3-, suivant l'équation:
Fe3+ + 3Ox2- = Fe(3Ox)3-
La constante de cet équilibre relative aux concentrations est Kc=10^20

Combien faut-il ajouter de moles de Fe(NO3)3 pour solubiliser exactement 10^-2 moles d'oxalate de calcium?

Alors si j'ai bien compris, d'après l'équation, il faut dire combien ajouter de Fe3+ pour que ces derniers réagissent avec 10^-2 moles de Ox2-?

Ou bien c'est le nombre de mole de Fe(3Ox)3- qu'on cherche?
Désolée mais pour moi ce n'est pas très clair...
Merci d'avance!
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[HarleyApril]

c'est ça
par contre, dans le 4s³, je ne vois pas d'où vient le 4
l'équation est :
oxalate de calcium <=> oxalate + calcium
soit encore
(ox^2-,Ca²⁺) <=> ox^2- + Ca²⁺

la formule de l'acide oxalique est HOOC-COOH, soit encore 2(CO2H) mais il ne s'agit pas d'un 2 de stoechiométrie

[Soo]

Vous avez raison, il n'y a pas de carré. Donc Ks=s² d'où s=5.10^-5 mol.L-1

Pour trouver le nombre de mole de Fe(NO3)3 (donc Fe3+) je bloque un peu...déjà je suppose que Kc n'a rien à voir avec Ks? Ou bien Kc=Ks=[Fe(3Ox3-)]/[Fe3+)][Ox2-]^3? Ce n'est pas très clair pour moi...

Bon je fais un tableau d'avancement d'après l'équation suivante:
Fe3+ + 3Ox2- = Fe(3Ox)3-

On veut solubiliser 10^-2 mol de Ox2- on a donc à l'état initial:
n(Fe3+)=n (ce que l'on cherche)
n(Ox2-)=10^-2 mol
n(Fe(3Ox)3-)=0

A l'avancement x, on a:
n(Fe3+)=n-x
n(Ox2-)=10^2-x=0 (comme on veut solubiliser 10^-2 mol de Ox2-, j'en déduis donc que c'est le réactif limitant. Donc x=0.0033 mol
n(Fe(3Ox)3-)=x=0.0033mol

Ensuite on a:
Kc=[Fe(3Ox3-)]/[Fe3+][=[Ox2-]^3
donc [Fe3+]=[Fe(3Ox3-)]/10^20[Ox2-]^3
[Fe3+]=0.0033/(10^20)0.01)^3
=3.3.10^-17 mol.L-1

Est-ce bon?

[invitecc28040c]

la constante Kc t'indique que la réaction de solubilisation des ions oxalate est totale. Tu n'as plus besoin de t'en servir pour la suite.

Le x que tu as trouvé correspond aussi à la quantité d'ions Fe³⁺ versé pour réagir (si tu en verse plus, ils ne vont pas réagir vu qu'il n'y a plus d'ions oxalate)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Soo]

Comment sait-on que la réaction de solubilisation des ions oxalate est totale? Parce que Kc est très grand?

[invitecc28040c]

Comme Kc >>>>>.....>>>1, tu peux affirmer que la réaction est totale
ou du moins, les concentrations restantes (car il y en a toujours) en ions oxalate sont plus que négligeables (j'ai calculé, c'est de l'ordre de 10^-12)

[Soo]

Donc il faut 0.0033 mol de Fe3+ pour solubilisr 10^-2 mol d'ions oxalate?
C'est un simple tableau d'avancement qu'il fallait faire alors? Ou bien il y a quelque chose qui change avec les concentrations?

[invitecc28040c]

Comme tu fonctionnes dans 1 L d'eau, tu peux assimiler les concentrations avec les quantités de matière.

Si je résume ton exercice, tu met un solide peu soluble dans l'eau. Tu rajoutes du nitrate de fer pour solubiliser le solide.

Cependant, je pense qu'il y a peut-être un piège du fait qu'une partie des ions oxalate sont déjà solubilisés (8,5.10^-4 mol) Il faut peut-être enlever cette quantité des 10^-2 mol à solubiliser (vu qu'ils sont déjà dans l'eau).

Là, je ne sais pas trop.
Tiens moi au courant de la solution

[Soo]

Je pense aussi qu'il faut tenir compte des ions Ox2- déjà solubilisés dans l'eau. Finalement j'avais trouvé que [Ox2-]=5.10^-5 mol.L-1. Mais je te confirmerai quand j'aurais eu la correction de l'exercice.
Donc finalement je trouve qu'il faut rajouter 3.3.10^-3 mol de Fe3+ pour solubiliser 10^-2 mol de Ox2-

Pour la dernière question, on me dit de calculer dans ces conditions, les concentrations des différentes expèces.
Je trouve, grâce au tableau d'avancement que j'ai fait pour la question précédente: [Fe3+]=[Fe(NO3)3]=3.3.10^-3 mol.L-1 et [Ox2-]=0 mol.L-1