Composition d'un système à l'équilibre

[dalfred]

Bonjour,

Je n'ai plus fait de chimie depuis un petit peu longtemps et là je bloque, merci pour votre aide:

1) On mélange 50mL d'une solution d'éthylènediamminetétracétate de sodium (Na4Y) de concentration 4*10 puisssance -2 mol.L avec 50 mL d'une solution contenant du chlorure de calcium (CaCl2) à la concentration 4*10 puissance -2 mol.L et du nitrate de cuivre (Cu(2+), 2NO3(-)) à la concentration 0.2 mol/L. Le volume final est 100 mL. Calculer les concentrations des différentes espèces présentes à l'équilibre.

Données: [CaY](2-) : log B1=10.7 [CuY](2-) : logB1'=18.8

Je ne vois comment faire hormis pour commencer écrire l'équation associée dont je ne suis même pas sûr: ce qui réagit c'est: Y(-),Ca(+),Cu(2+),2NO3(-) avec les ions Cl- et Na+ spectateurs mais qui avec qui je n'en sais rien.

Merci, au revoir.
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[Nox]

Bonjour,

Je n'ai pas le temps de détailler, mais ce sont les ions métalliques Ca^(2+) et Cu^(2+) qui réagissent avec l'EDTA Y^(4-) pour former des complexes, dont la formule est indiquée dans les données. Toutes les autres espèces sont spectatrices.

Nox

[dalfred]

D'accord merci mais quand on a cela on peut seulement écrire la constante à l'équilibre mais ça ne nous avance pas en fait puisque l'on as des concentrations
de départ ?

[citron_21]

Salut,

tes données sont utiles dans la mesure où elles décrivent l'état à l'équilibre thermodynamique.

Déjà, qu'est-ce que tu as à l'état initial, tes espèces se dissocient totalement en milieu aqueux pour donner :

Na4Y -> 4Na+ + Y4-
CaCl2 -> Ca2+ + 2Cl-
Cu(NO3)2 -> Cu2+ + 2NO3-

Tu es d'accord jusque là ?

Tes 2 cations Ca2+ et Cu2+ vont venir se lier à ton ligand Y4- pour former 2 complexes différents, dont on te donne les constantes de formation.
Ecris ces 2 équilibres, écris les concentrations des espèces à l'état initial, puis enfin écris l'expression de la constante d'équilibre pour en déduire la concentration des espèces à l'équilibre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[dalfred]

D'accord merci mais on a seulement: Ca (2+) +Y (4-)= [CaY](2- ) et Cu(2+) + Y(4-)= [CuY](2-) et donc on a peut ecrire les constantes d'equilibre mais je ne vois comment on peut en déduire les concentrations à l'équilibre ?

[dalfred]

Faut-il seulement remplacer (si l'on écrit les constantes d'équilibre) la concentration en Cu2+ par 0.2*10 puissance -2 et pour Y4- 4*10 puissance -2 ?

[citron_21]

Pour [CaY]2-, log(B1)=10.7.
Donc la constante de formation de ce complexe est : B1=10^(10.7) :

Qd tu écris l'expression de la constante de formation d'un tel complexe, tu as (à l'équilibre) :

B1=[CaY2-]eq/([Ca2+]eq.[Y4-]eq)

Tu peux ainsi écrire chacune de ces concentrations en fonction de la concentration initiale, et de l'avancement de la réaction.
Cependant, si tu compare la valeur des 2 constantes d'équilibre, tu peux en déduire que les 2 complexes ne vont pas s'établir de manière simultanée, mais l'un après l'autre.
Alors écris déjà la plus favorable thermodynamiquement, et une fois que l'équilibre est atteint, tu peux écrire la deuxième.

[citron_21]

Faut-il seulement remplacer (si l'on écrit les constantes d'équilibre) la concentration en Cu2+ par 0.2*10 puissance -2 et pour Y4- 4*10 puissance -2 ?

Non, si tu remplace dans l'expression de la constante d'équilibre, toutes les concentrations par des concentrations INITIALES, tu n'obtiens pas une constante à l'équilibre, puisque tout est pris à l'état initial

[dalfred]

La première sera celle avec le log B le plus élevé et je suis donc obligé de faire un tableau d'avancement ?

[citron_21]

Pas forcément. Si tu regarde l'ordre de grandeur de la constante d'équilibre de la formation de [CuY]2-, qu'est-ce que tu peux dire sur l'équilibre de cette réaction ? Et donc qu'est-ce que tu peux dire de son avancement à l'équilibre ?

[dalfred]

Hormis dire que la réaction est complète et que pour logB'=18.8 on a l'équilibre je ne vois pas

[citron_21]

Bon ben si la réaction est complète, regarde juste les coeff stoechiométriques de tes espèces pour en déduire la concentration en produits à l'équilibre. Sinon écris le tableau d'avancement

[dalfred]

Mais les coefficient sont de partout égales à un

[citron_21]

Oui, donc quelles sont les concentrations à l'équilibre alors ?

[dalfred]

Ben cuY2- la concentration est 2 * 10-2
Cu 8.0 *10-2
Ca2+ 2 *10-2



En revanche ensuite cette réaction entraine une autre reaction qui est: CuY2- + Ca2+= Cu2+ Y4-