Solubilisation

[invitefde381ee]

Bonjour à tous,

J'aurai besoin d'aide pour répondre à cette question :

On introduit 10^-3 mole de CaF2 dans un litre d'eau. La dissolution n'étant pas complète, on acidifie la solution sans changement de volume. A quel pH le précipité disparait-il ?

Données CaF2 Ks=3.9.10^-11 et pKa(HF/F-)=3.2

J'ai trouvé que le précipité disparaissait pour c = 2.1*10-4 mol/L je pensais appliquer la formule pH=pKa + log (nF-/nHF) mais je ne sais pas comment trouver nHF :S et je prends nF- = 2c

Pourriez-vous m'aider svp ?

Merci d'avance,

Cordialement,

Aurore
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[HarleyApril]

bonjour
commence par écrire les équations ...
pourquoi l'ajout d'acide aide-t-il à la dissolution ?

une fois que tu as compris comment ça fonctionne chimiquement, le raisonnement 'mathématique' vient tout seul

place toi ensuite dans la situation où le dernier petit grain vient de se dissoudre
tu connais, la concentration en calcium, c'est une donnée
tu calcules la concentration en fluorures à l'aide du Ks
par la conservation de la matière, tu en déduis la concentration en HF
à l'aide du Ka, tu en déduis le pH

cordialement

[invitefde381ee]

Merci pour l'aide mais j'ai justement du mal à écrire les équations :S

Cordialement,

Aurore

[moco]

[Ca²⁺] = 10^-3 M.
[F_tot = 2 10^-3 M
([F^-]_libre)² = K_s/[Ca²⁺] = 3.9 10^-11/10^-3 = 3.9 10^-8
[F^-] = √3.9 10^-4 = 2 10^-4
[HF] = [F]_tot - [F-] = 2 10^-3 - 2 10^-4 = 1.8 10^-3
K_a = [H+][F-]/[HF] = 10^-3.2 = x·2 10^-4/1.8 10^-4
Il ne te reste plus qu'à faire le calcul numérique. Tu tires x, et le log de ce x donne le pH.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefde381ee]

:S je dois vraiment être débile je ne comprends vraiment pas :S A quoi correspond F tot et F libre ? Pour écrire le Ka il faut que j'arrive à écrire la réaction c'est sûrement simple mais je n'y arrive pas :S

Merci encore pour votre patience

Cordialement,

Aurore

[jeanne08]

Il faut bien te représenter l'expérience : tu agites 10^-3 mol de CaF2 avec 1L d'eau que tu acidifies et le précpité disparait ( à un chouia négligeable près ) donc tu as, dans ce litre de solution, 10^-3 mol de Ca2+ et 2.10^-3 mol de fluorure plus ou moins transformé en HF puisqu'on a ajouté un acide
donc [F-]+[HF] = 2.10^-3 ...
le produit de solubilité du fluorure de calcium est vérifié et le pka de HF aussi

[invitefde381ee]

merci beaucoup pour votre aide ! Malheureusement j'ai vraiment du mal à comprendre mais je pense qu'après toutes vos explications je suis un cas désespéré ^^

Bonne fin de journée à tous

Cordialement,

[Chalco]

Les cas désespérés sont les cas les plus beaux. J'essaie de t'aider : juste au moment où tout le CaF₂ se dissout, tout le fluorure initial est passé en solution (il n'y a plus de solide !). Dans la solution, il est sous la forme F^- et HF. Le [F^-]_tot de Moco, c'est la concentration du fluorure sous toutes ses formes :
[F^-]_tot = [F^-] + [HF]
Ceci s'appelle une réaction de bilan, que l'on rencontre toujours dans les exercices de chimie des solutions : tout ce qu'on met au début y reste à la fin. Dans le corrigé de Moco, tu vois à la troisième ligne, la concentration des ions calcium. On a :
[Ca²⁺]_tot =[Ca²⁺]
parce que le calcium passé en solution n'y est présent que sous la forme Ca2⁺.
Juste au pH précis où le fluorure de calcium vient de se dissoudre, on admet que le produit de solubilité est encore valable : on admet qu'il en reste encore un tout petit peu, ce qui permet à Moco de calculer la concentration de F^-, celle qui est juste en équilibre avec les ions Ca²⁺ à la concentration [Ca²⁺]_tot. On appelle cette concentration [F-]_libre, parce que le fluorure n'est pas lié à un H⁺, comme il l'est dans HF.
Si tu as suivi jusqu'ici, le reste, c'est de l'algèbre simple. Sinon, relis deux ou trois fois et dis-moi ce qui te manque.

[invitefde381ee]

Merci!! J'ai ENFIN réussi à comprendre =) j'ai mis du temps mais je pense que cette fois c'est bon =)

Merci beaucoup de m'avoir aidée =)

Bonne soirée

Cordialement,

[Chalco]

Alors là, cela me fait plaisir !

[invitefde381ee]

=) merci encore !

Cordialement,

Aurore