Négligeabilité de la réaction avec l'eau ou non...

[invite1ae86fb6]

Bonjour,
Dans un exercice on étudie la solubilité de la sidérite donc du carbonate de fer (FeCo3).
On nous donne Ks=10^-11 ainsi que les pka des deux couples acido basique de HCO3- .
On nous demande d'abord s la solubilité de la sidérite si on néglige les propriétés acido basique de l'ion carbonate et je trouve s=10^-5.5.
Et ensuite on nous demande de montrer à l'aide d'un calcul de pH que la réaction de l'eau sur la ions carbonates n'est pas négligeable mais je ne vois pas trop comment faire....Est-ce que quelqu'un pourrait me donner une piste SVP? Merci beaucoup!
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[HarleyApril]

bonjour
si la concentration en hydrogénocarbonate est de 10^-5.5
où se trouve-t-on par rapport au pKa
est-ce bien raisonnable de négliger la conversion en acide carbonique ou en carbonate ?

cordialement

[invite1ae86fb6]

Merci de votre réponse, je vois un peu l'idée... mais pourquoi peut-on dire que la concentration en hydrogénocarbonate est la même qu'en ions carbonates?(à moins que j'ai mal compris...)

[HarleyApril]

je n'ai pas encore écrit ça
mais ça va venir

pour HA = H+ + A-
si pH ~ pKa alors [HA] ~[A-] et on ne peut pas dire qu'on va négliger l'un devant l'autre
si pH = pKa +/- 1, le rapport n'est que de 10 et c'est un peu limite de faire l'approximation (si tu n'es pas à 10% près, je veux bien 10% de ton salaire ou argent de poche)

cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1ae86fb6]

Si je ne répond pas c'est que je réfléchis à ce que vous avez écrit...

[HarleyApril]

si, tu réponds, la preuve :

Si je ne répond pas c'est que je réfléchis à ce que vous avez écrit...

[invite1ae86fb6]

Ah mais c'est avec l'hypothèse de la base faible, ou forte ou de l'acide faible ou fort non?

[invite1ae86fb6]

Donc si on émet l'hypothèse qu'on néglige la réaction acido basique avec l'eau alors l'espèce majo est CO3- qui est une base faible et je trouve que pH=9.4 (puisque la concentration en l'ion est s)
Et comme ce n'est pas inférieur à pka-1 alors on peut en déduire que l'hypothèse n'est pas vérifiée et donc qu'on ne peut pas négliger la réaction acido basique.

[jeanne08]

Si le pH est 9,4 tu ne peux pas négliger les HCO3- devant les CO3 2- ( regarde l'expression du rapport (CO3 2- )/(HCO3-) à partir de K2 et pour pH 9,4 ) donc tu ne peux pas négliger l'action des CO3 2- sur l'eau qui s'écrit
CO3 2- + H2O = HCO3- + OH-
Si tu dois refaire les calculs en tenant compte de cette réaction , il faut tout refaire car le fait qu'une partie des CO3 2- soient transformés en HCO3 - ... change la solubilité

[invite1ae86fb6]

D'accord merci beaucoup!donc c'est bien ce que j'avais compris au final...
Oui justement on nous demande de trouver la nouvelle solubilité et pour cela on nous demande la nouvelle réaction prépondérante sauf que j'ai appris à calculé la solubilité sans faire la réaction prep mais juste en écrivant s=[acide]+[base] etc... sauf qu'il me manque la valeur du pH donc je cherche encore....

[invite1ae86fb6]

Je trouve la relation:

Ks=s²/(1+K/[HO-]) où K=Ke/Ka1

mais j'ai deux inconnues donc ça n'aboutit pas....

[jeanne08]

Si tu supposes que les HCO3- sont prépondérants sur les CO3 2- alors la réaction de dissolution du carbonate s'écrit :
FeCO3 solide + H2O = Fe2+ + HCO3- + OH-
sa constante d'équilibre se calcule à partir de Ks , K2 et du produit ionique de l'eau . On s mol/L de Fe2+ , de HCO3- et de OH- et s est facile à calculer , le pH aussi et il faut alors vérifier que les CO3 2- sont bien négligeables devant les HCO3 - ... et là ...
1° c'est vrai on a fini
ou 2° c'est faux alors le problème ne se réduit pas à une seule réaction ...

[invite1ae86fb6]

Je trouve que K=(KsKe)/Ka2=10^-14,7.

Et donc s=(Ks)^(1/3)=10^-5 mol.l-1

Et maintenant je réfléchi pour le pH
(je ne savais pas que l'on pouvait écrire une dilution comme ça ...)

[invite1ae86fb6]

Et je trouve pH=7,8 en appliquant la formule de l'acide faible. Est-ce que c'est bien ça ? Et donc comme ça l'hypothèse est vérifiée...

[jeanne08]

non tu as s mol/L de OH- donc le pH vaut 9 ... est ce que cela va avec l'hypothèse que les CO3 2- sont négligeables devant les HCO3 - ?
à toi de conclure.

[invite1ae86fb6]

Ah oui d'accord c'est bon je vois. Du coup c'est inférieur a pka-1 donc c'est bon!
Merci de votre aide