précipitation et PH !!

[inviteba4e940a]

Bonjour à tous! J'ai à résoudre un exercice qui semble simple et qu'il l'est peut-être, mais je bloque (je suis en première année de pharmacie)

Intitulé :
Une solution saturée de carbonate de calcium CaCo3 présente un pH de 9.9 .
1) quelle est la concentration en Ca ²+
2) quel est le produit de solubilité de CaCo3
(H2CO3 : pKa1= 6.3 pKa2 = 10.3 )

Ce que je pense :

une solution saturée signifie qu'il y a un précipité. Si il y a un pH c'est que il y a des ions HCO3- ou H2CO3 dans le milieu, à l'aide d'un diagramme de prédominance on trouve que, à pH 9.9, ce sont les ions Co3²- et HCO3- qui sont majoritairement présents.
La seule formule que je connaisse qui relie la précipitation et le pH est : Ks= Alpha H x K's (où Alpha H = coefficient de swarzenback = 1+[H30+]/ Ka1+ ([H3O+]²)/Ka1Ka2 = 3.51 )

Ks = [Ca²+][CO3²-]
K's = [Ca²+][CO3']= (s')²

où [CO3']=[CO3²-]+[HCO3-]= [Ca²+] = s'= racine carré de Ks

[CO3']=[CO3²-] x alpha H
[CO3']=3.5 [CO3²-]

et ... je bloque, j'espère que quelqu'un pourra m'aider, je suis en période de révision, la dernière partie du concours est à la fin du mois!! j'ai besoin d'aide, merci beaucoup!!
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[HarleyApril]

bonjour
je suis d'accord avec ton identification des espèces majoritaires carbonate et hydrogénocarbonate
pour résoudre ce problème, j'écrirais la conservation de la matière, ce qui te donne une relation entre tes carbonates et ton calcium
la définition du Ka2 te donne une relation entre carbonate et hydgrogénocarbonate puisque tu connais le pH
l'électroneutralité te donne l'équation supplémentaire qui te permet de tout résoudre
cordialement

[inviteba4e940a]

merci pour votre réponse!!

électroneutralité : [Ca²+] = [ HCO3-] + [Co3²-]

HCO3- + H20 --> Co3²- + H3O+

Ka2 = ([Co3²-][H3O+])/[ HCO3-]
Ka2 = ([Co3²-][H3O+])/([Ca²+] - [Co3²-])
On otient en remplaçant par les valeur numérique :

[Ca²+]=3.5 [Co3²-]

Mais je n'arrive pas à écrire la réaction concernant la conservation des masses! Il faut partir du précipité CaCo3 ?
[CaCO3] = [Ca²+] = [Co3²-] ??? cette équation ne colle pas avec la précédente . Merci de m'aider encore un tout petit peu

[jeanne08]

ATTENTION:
ton équation d'électroneutralité est fausse : 2 (Ca2+) = (HCO3-)+ 2 (CO32-)
( je ne suis pas sure qu'il ne faille pas tenir compte des OH- ?? )

Comme les ions en solution proviennent du calcaire dissous il y a autant de calcium que de carbonates sous toutes les formes ...
(Ca2+) = (HCO3-)+(CO32-)

courage !

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteba4e940a]

merci pour votre réponse, mais là je suis perdue!

Votre équation d'électroneutralité est : 2 (Ca2+) = (HCO3-)+ 2 (CO32-)"
Mais comment obtenez vous cette réaction? les charges n'étant pas plus équilibrées .. d'où sorte ces coefficients?

Comme les ions en solution proviennent du calcaire dissous il y a autant de calcium que de carbonates sous toutes les formes ...
(Ca2+) = (HCO3-)+(CO32-)
Là je suis bien d'accord avec vous, mais je ne vois toujours pas comment trouver la concentration en Calcium !
J'ai besoin de votre aide!! Merci

[jeanne08]

1) lorsqu'on écrit l'électroneutralité il faut tenir compte de la charge de chaque ion. Si on a c mol d'ion C2+ on a 2c mol de charges + ... d'ou les coeff.
2) il faut aussi tenir compte des OH- donc électroneutralité ( on sait combien il y en a ) : 2 (Ca2+) = (hydrogénocarbonate)+2 (carbonate)+(OH-)
3) on a donc 3 inconnues : (Ca2+) , (carbonate) et hydrogénocarbonate) et on a 3 équations : électroneutralité,K2 et conservation ... donc on doit finir l'exo ... pigé ?