Trois questions sur un exo (incompris)

[invite19dc08a5]

Bonjour, je bloque sur la correction d'un exercice.

Voilà, on prépare une solution de nitrate de plomb, en dissolvant totalement une masse m=30,8g de Pb(NO3)2 de façon à obtenir une solution aqueuse de volume V=300mL. On ajoute ensuite un volume V' = 10,0 mL d'acide sulfurique (2H+ + SO4^2-), de concentration c=1,00.10^-2 mol.L-1. On observe la précipitation d'un solide, le sulfate de plomb PbSO4.

Il faut que je calcule le pH de la solution à l'équilibre chimique.
Et ma correction dit ceci:

" La quantité d'ions oxonim après la précipitation de PbSO4: nH3O+ = 2 x c x V' = 2,00.10^-4 mol.L-1. On en déduit donc la concentration en ion oxonium, et le pH ".

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi ici on parle d'H3O+ alors qu'il n'y est pas présent dans la réaction (qui est par ailleurs, Pb2+ + SO4^2- = PbSO4) ?

Et pourquoi ils disent " après la précipitation " , PbSO4 ne s'est-il justement pas formé après précipitation? Je ne comprends pas :s, la précipitation c'est bien la formation d'un "truc" hétérogène non? ..

J'aurais également une troisième et dernière question: ici, la constante d'équilibre vaut 6,3.1O^7, pourquio peut-on dire que la précipitation est quasi-totale et qu'il y a donc l'avancement final = xmax ?

Merci..!
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[invite5e2d695b]

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi ici on parle d'H3O+ alors qu'il n'y est pas présent dans la réaction (qui est par ailleurs, Pb2+ + SO4^2- = PbSO4) ?

En fait on parle de H3O+ car ta solution d'acide sulfurique n'est pas pure : c'est une solution aqueuse (donc diluée dans l'eau). Dans cette solution l'acide sulfurique n'est pas sous la forme H2SO4 mais sous la forme H3O+ et SO₄^2- selon l'équation suivante :
H2SO4 + 2H2O -----> 2H3O+ + SO42-
car l'acide sulfurique étant un acide fort, il se dissocie totalement dans l'eau.

Ce sont les SO42- formé qui vont réagir avec les Pb2+ (provenant de la solution de nitrate de plomb) pour former le précipité. Les H3O+ sont spectateurs et induise le pH de ta solution. Suivant la concentration d'acide sulfurique ajouté, le pH sera différent.

Et pourquoi ils disent " après la précipitation " , PbSO4 ne s'est-il justement pas formé après précipitation? Je ne comprends pas :s, la précipitation c'est bien la formation d'un "truc" hétérogène non? ..

Une fois l'acide sulfurique ajouté à ta solution de nitrate de plomb, la précipitation sera immédiate : Pb2+ + SO42- ----> PbSO4
En fait tu dois calculer le pH du mélange de tes 2 solutions : la quantité d'H3O+ est apportée par l'acide sulfurique. C'est comme si tu avais dilué ta solution d'acide car au final tu te retrouves avec une solution de 310 mL (les 300 de nitrate de Pb et les 10 de l'acide) avec une quantité d'ion H3O+ apporté par les 10 mL de l'acide.

J'aurais également une troisième et dernière question: ici, la constante d'équilibre vaut 6,3.1O^7, pourquio peut-on dire que la précipitation est quasi-totale et qu'il y a donc l'avancement final = xmax ?

La constante d'équilibre correspond à l'équation suivante :

Pb2+ + SO42- -----> PbSO42-

K = 1 / ([Pb2+] x [SO42-]) = 6,3.10⁷

Etant donné que ta constante est très grande, cela signifie que le produit [Pb2+] x [SO42-] est très petit donc que les concentrations de ces 2 ions à l'équilibre est très faible : On peut donc considérer que ces 2 espèces ont réagit totalement et considérer la réaction comme totale

[invite19dc08a5]

merci!!