Chimie L1-Etats de la matière

[Martin47]

Bonjour,

Mon exercice est le suivant :
Le corindon Al(2)O(3) cristallise dans un système rhomboédrique qui peut se décrire par une maille cristalline hexagonal avec a = 0,4754 nm, c = 1,299 nm et Z = 6.
Les masses volumiques des rubis peuvent varier de 3,995 à 4,050 g/cm^3 en fonction de la teneur en impuretés.

En supposant que les paramètres de la maille restent invariants quelque soient les teneurs en impuretés , calculer la teneur pondérale maxime en impureté dans un rubis.


Données : MAl(2)O(3) = 101,96 g.mol^-1 et Na = 6,022.10^23 mol.^-1


Voilà.

Je ne vois pas quelle inconnu je dois chercher. La masse volumique ?

Merci.
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[moco]

Le problème est celui de l'équilibre des charges. car si on enlève un ion Al et on le remplace par du sodium, c'est possible sur le papier. Mais c'est trois atomes de Na qu'il faut glisser dans la maille. Et je ne vois pas bien où cela peut se faire, sans modifier les paramètres de la maille.
Est-ce qu'on donne une information sur la nature de l'impureté ?

[Martin47]

Salut,
merci de m'avoir répondu.

On donne une indication que j'ai oublié d'écrire.

Le rubis est la variété rouge de la famille minérale corindon Al2O3. Sa couleur est causée principalement par la présence d'oxyde de Chrome.
C'est une pierre précieuse très rare. ( Pas très utile cette dernière phrase mais bon )

Voila

[moco]

C'st un cas simple, car le chrome et l'aluminium ont même nombre d'oxydation. Ils sont donc interchangeables. Quand on échange un atome Al contre un atome de chrome, la masse augmente de 27 à 52. Elle double presque.
Comme le corindon a une masse volumique qui passe de 3.995 à 4.050, elle augmente donc de 0.06 g/mL, c'est-à-dire de 0.06/3.995 = 6%. Donc on a remplacé 3% des atomes Al par quelque chose de 2 fois plus lourd.

[A voir en vidéo sur Futura]