chimie inorganique: échangeuse à cations

[carottg]

Bonjour
Voila je suis en train de faire des annales pour préparer un examen cependant je suis bloquée sur une des questions

On fait passer 20mL d'une solution A contenant un mélange de [Na+]= 0.0124 mol/L et [H+]=0.0844 mol/L sur la colonne I (échangeuse à cations). Après avoir fait passer 20mL de la solution A, on fait passer une solution B contenant du cuivre à une concentration [Cu2+]= 0.0223 mol/L dans la colonne I.
Quel volume minimum faut-il faire passer en solution B pour voir une coloration Bleu en sortie de colonne ?

Si quelqu'un peut m'éclairer ... Merci d'avance
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[moco]

Ta question n'est pas claire. Tout ce qu'on peut répondre est que cela dépend de la capacité de la résine d'abord, et de la masse de résine que contient ta colonne.

[carottg]

La masse de ma résine est de 2.12g et sa capacité est de 6.6meq
Du coup je ne vois pas comment faire

[moco]

Ta question revient à se demander combien de moles de Cu2+ on peut faire passer pour saturer ta colonne dont la capacité est de 6.6 meq.
Or 6.6 meq, c'est aussi 3.3 mmol de ions Cu2+. Et 3.3 mmol de Cu2+ se trouve dissous dans un volume V de solution, tel que :
c = n/V = 0.023 mol/L = 0.0033 mol/V.
Donc tu tires V = 0.0033/0.023 = 0.143 L

[A voir en vidéo sur Futura]

[carottg]

Comment faites-vous pour déduire qu'il y a 3.3 mmol de Cu2+ ?

[moco]

Oh la la. Encore un qui ne sait pas ce que c'est qu'un équivalent !
Pourquoi donc cites-tu cette grandeur, si tu ne sais pas ce que c'est ?
Un équivalent, c'est une mole divisée par la charge du ion (ici 2) !

[carottg]

Haa merci beaucoup je comprends mieux! On nous avais juste parlé des équivalents pour calculer la capacité...

Du coup dans la dernière question on refait la même chose avec une nouvelle colonne de capacité 7.38 sauf que l'on fait passer 20 mL d'une première solution contenant [Al3+]=0.0185 mol/L, [Na+]=0.0124mol/L et [H+]=0.0844mol/L . Ensuite on fait passer la solution de [Cu2+]=0.0233mol/L ( même question que précédemment je dois déterminer le volume min pour voir une solution bleue)

Cependant ici il y a du Al3+ qui va fixer en priorité car il est plus chargé , comment peut-on faire pour saturer la colonne par la suite avec Cu2+ si il ne se fixe pas par rapport à Al3+

[carottg]

Moco ???? ou quelqu'un d'autre ... personne pour m'éclairer !!!! SVPPP

[moco]

C'est le même problème. Ta première solution contient Al3+. Mais comme elle contient davantage de H+, les ions Al3+ ne vont pas probablement s'y fixer. Mais je n'en suis pas vraiment certain. Tu peux faire deux sortes de calculs, l'un en supposant que A l3+ va se fixer, et l'autre qu'il ne se fixe pas.
Tu peux calculer le nombre d'équivalent de Al, puisque tu connais le volume et la concentration. Tu peux ensuite calculer le nombre d'équivalents qu'il reste de libre dans ta colonne. Et ces équiivalents vont réagir avec le cuivre.
Vas-y ! Je ne veux pas faire ces calculs moi-même, qui sont de simples soustractions. A toi !

[jeanne08]

La colonne peut fixer 7,38e-3 mol de charge +
Elle fixe deja nAl3+,nNa+ et nH+ ( ces nomebres de moles sont calculables ) ce qui fixe 3nAl3+ + nNa+ + nH+ charges + . Il reste donc ns= 7,38e-3 - 3nAl3+ - nNa+ - nH+ sites. Ces ns sites peuvent fixer nCu2+ et on a la relation : ns = 2 nCu2+ ce qui correspond à un volume calculable de solution de Cu2+ . La colonne sera alors saturée en cations.