Précipitation : petits exercices bien compliqués

[invite4b33ea0e]

Bonjour à tous !
En cette fin d'année j'ai des exercices de chimie bien compliqués à faire. Est-ce-que quelqu'un peut venir à mon secours ?

Exercice 1

Une solution contient 0.100 mol/L de Cd²⁺ et de Mg²⁺.
1. A quel pH doit-on la porter pour précipiter sous forme d'hydroxyde la quantité maximum d'un métal (trouver lequel) sans précipiter l'autre ? J'ai fait cette question et j'ai trouvé 8.93 pour le pH et Cd qui précipite.
Ensuite je n'arrive pas les questions qui suivent.
2. Quelle fraction du métal précipité restera-t-il encore en solution à ce moment ?
3. Si le pH était inférieur de 0.50 à la valeur précedemment calculée, quelle fraction de ce même métal restera-ilo alors en solution ?
4. Quelle est la conséquence pratique de cette manipulation ?

On donne K_s1 Cd(OH)₂=4,5.10^-15 ; K_s2 Mg(OH)₂ = 7,1.10^-12


Exercice 2

A 10 mL d'une solution S₁ de nitrate d'argent 0.10 mol/L, on ajoute progressivement une solution de chlorure de potassium 0.10 mol/L.
1. Pour quel volume V de chlorure de potassium apparaît le précipité ?
Question faite et réponse trouvée 1,6.10^-7 mL.
On prélèvé à nouveau 10 mL de S₁ auxquels on ajoute, sans variation de volume, 1,1.10^-2 mol d'ammoniac.
2. Déterminer les concentrations molaires des espèces en solution.
Question faite et réponses trouvées : [Ag⁺]=9,8.10^-9 ; [NH₃]=0.8 ; [Ag(NH3)₂⁺]=0.1
On verse dans cette solution une solution de chlorure de potassium 0.10 mol/L.
Les questions suivantes ne sont pas faites.
3. Pour quel volume V' apparait le précipité ? Que peut-on en conclure ?
4. Calculer de même V et V' si l'on remplace la solution de chlorure de potassium par une solution d'iodure de potassium 0.10 mol/L. Comparer les résultats.

On donne pK_s (AgCl)=9.8 ; pK_s (AgI)=16.1 ; B₂ Ag(NH₃)₂⁺ = 1,6.10⁷.


Exercice 3

Je n'ai su faire aucune question.
Soit une solution aqueuse saturée de fluorure de clacium CaF₂.
1. Ecrire la relation liant la solubilité s de CaF₂, son produit de siolubilité K_s, la constante d'acidité K_a du couple HF/F^- et la concentration h en ions hydronium.
2. La solubilité s, exprimée en mol/L de CaF₂, est telle que : log s = -2.2 à pH = 1.0 et log s = -3.7 à pH = 6.0.
En déduire K_a et K_s en admettant que 2.0 < pKa < 5.0.
3. Tracer la courbe de solubilité de CaF₂ en fonction du pH.


Voilà ! Je sais que c'est un peu long mais si vous avez des idées faites moi en part. Merci d'avance !
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[invite4b33ea0e]

Ben alors il n'y a personne pour m'aider

[HarleyApril]

c'est un peu beaucoup trois exos d'un coup ...

pour le premier, je suppose que tu as raisonné que le cadmium précipite en premier et le magnesium en second
si tu te places là ou le magnésium va précipiter, tu calcules la concentration en hydroxydes et donc le pH de la question 1
en reprenant la concentration en hydroxyde et en utilisant le Ks(Cd) tu peux calculer la concentration résiduelle en cadmium dans la solution
tu pourras ainsi faire la question 2
la question 3 est analogue

bonne continuation

[Lycaon]

pour l'exercice 3
relation d'équilibre entre les ions et le solide (R1)permet d'exprimer Ks
relation d'équilibre entre F- H+ ,FH (R2) permet d'exprimer Ka
Comme une partie des ions F- réagissent avec H+ on peut écrire
s =[Ca2+]=1/2([F-]+[FH]) =1/2[F-](1+[FH]/[F-]) (R3)

exprimer le Ks à partir de R1
en déduire [F-]² en fonction de s et Ks (R4)


exprimer le Ka à partir de R2
en déduire [FH]/[F-] (R5)

exprimer s² à partir de R3 en utilisant R4 et R5

on trouve finalement
s³=Ks/4(1+H⁺/Ka)²
sauf erreur

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4b33ea0e]

Lycaon (ou une autre personne) est ce que c'est possible que tu m'expliques R3 ?

Pour l'instant voilà ce que j'ai fait (pour l'exercice 3) :

Ks = [Ca2+] + [F-]²
Ks=4s³

Ka=([F-][H+])/[FH]

[invite321586a3]

Exercice 1:
1)
Ks₁ Cd(OH)₂=4,5.10^-15 ; Ks₂ Mg(OH)2 = 7,1.10^-12

Ks2 > Ks1 => Mg(OH)₂ est plus soluble que Cd(OH)₂.

Il suffie alors que [Mg²⁺][OH^-]² = Ks₂ (saturé) pour précipiter sous forme d'hydroxyde une quantité maximal de Cd(OH)₂ sans précipiter l'autre.
Donc [OH^-]=Sqrt(Ks₂/[Mg²⁺])
AN: [OH-]= 8.42615*10^-6
=>[H3O+]=1.18678*10^-9
=>pH=8.92563

2) le métal qui a précipite c'est le Cd
tableau d'évolution du système réactionnelle donne a t_f :
[Cd²⁺]_f=0.1-y
[OH^-]_f=8.43*10^-6
Ks₁ = (0.1-y)(8.34*10^6)²
=> y =0.0999353
=> s=[Mg2+]_rest=6.46964*10^(-5)
et le rest....

3)

[Lycaon]

qd n ions Ca2+ sont libérés, 2n ions F- le sont aussi
Une partie des ces ions F- réagit avec H+ pour former FH
l'élément fluor se retrouve donc sous forme F- et FH
n(F-) +n(FH)=2*n(Ca2+) ou
n(Ca2+)=1/2 (n(F)- +n(FH))
La solubilté "s "c'est le nombre maximum de mol de CaF2 que l'on peut dissoudre dans 1L
s=[Ca2+]=1/2([F-] +[FH])
on transforme cette expression,par mise en facteur, pour pouvoir utiliser par la suite le Ka
s=1/2[F-](1+[FH]/[F-]) (R3)
tu exprimes s²

par def
Ks=[Ca2+]*[F-]²=s*[F-]²
d'où [F-]²=Ks/s (R4)

tu dois pouvoir finir la première partie de cet exercice

[invite4b33ea0e]

A oui je suis bête comment je n'ai pas compris ça avant... pfff

Merci beaucoup