Calcul de concentration

[ladyL]

Bonsoir,

Il y'à un exercice de Tp sur lequel je suis bloqué, je vous met l’énoncer:

Formation du complexe Cu(NH3)4 2+

- Dans le compartiment (+), aux 30 cm3
de CuSO4 à 0,1 mol.L-1 ajouter 42 cm3
de NH3 à 2 mol.L-1

- Dans le compartiment (-), aux 30 cm3 de ZnSO4 à 0,1 mol.L-1 ajouter 42 cm3 d’eau distillée
Mesurer ∆E'.

Calcul de Kd

1) [Cu]totale = [Cu2+] + [Cu(NH3)42+] = 0,0417 mol.L-1, valeur de la concentration à
démontrer
2) [Cu]totale = [Cu(NH3)42+] car le complexe est stable.
3) [Zn2+] = 0,0417 mol.L-1, valeur de la concentration à démontrer.
4) [NH3]totale = [NH3]libre + 4 [Cu(NH3)42+]= 1,167 mol.L-1, valeur de la concentration à
démontrer
d'où [NH3]libre = 1 mol.L-1

Dés le 1) je n'arrive pas à trouver 0.0417 mol.L-1, je vous met ce que j'ai essayer de faire (bien que ça me paraisse très étrange (voir n'importe quoi ??))

[Cu2+] = 0.1 * 30 *10^-3 = 0.003 mol.L-1
[NH3] = 2* 42*10^-3 = 0.087 mol.L-1

Cu2+ + 4 NH3 --------> Cu(NH3)42+

0.003 0.087 0
0.003 -x 0.087 - 4x x
______________________________ _____________________

x = 0.003 et x= 0.087/4 = 0.02175
Donc on prend x= 0.003

Donc [Cu]tot = [Cu2+] + [Cu(NH3)42+] = 0.003 + 0.003 =0.006 mol.L-1

J'ai un peu honte car j'ai l'impression que c'est hyper simple mais bon... Merci d'avance pour votre aide.
-----

[jeanne08]

Tu mets 30 cm3 de Cu2+ à 0.1 mol/L avec 42 cm3 de NH3 à 2 mol/L . La quantité d'ion cuivre est 0.1*30e-3 mol dans 72 cm3 =72e-3 L de solution. la concentration totale en ion cuivre est donc 0.1*30e-3/72e-3 = 0.0417 mol/L . Ces ions sont soit sous forme Cu2+ , soit sous forme de complexe
Comme la formation de complexe est favorisée et que l'on met un excès d'ammoniac on considère que tout le cuivre est sous forme de complexe ( à une très très faible quantité près )
L'ammoniac mis est à la concentration initiale de 2*42e-3/72e-3 = 1.167 mol/L et se trouve sous forme libre et dans les 0.0417 mol/L de complexe et il y a 4 mol de NH3 par mol de complexe donc concentration en NH3 = 1.167 -4*0.0417= 1 mol/L

Pour calculer Kd il te faudra connaitre aussi la concentration en Cu2+ non complexé ( cette très petite concentration ) , cette concentration sera déterminée à partir de deltaE'

[ladyL]

D'accord !! Merci beaucoup.
J'aurais une autre question si ça ne vous dérange pas, dans l'exercice précédent nous avons fait un dosage d'oxydo-réduction et on nous demande de calculer l'enthalpie libre de la réaction (grâce aux potentiels normaux trouvé grâce au dosage):
Fe2+ + Ce4+ -> Fe3+ + Ce3+, la valeur que je trouve me parait étrange, pourriez vous me dire si je me suis trompé ?

Nos valeurs pour les potentiels normaux sont: E°(Ce4+/Ce3+) = 1420 mV et E°(Fe2+/Fe3+) = 650 mV

J'ai utilisé la formule: DeltaGr = -nFdeltaE°

Avec n = le nombre d?électron échangé pendant la réaction donc ici 2+4 électrons échangé = 6 ??
Delta E°= 1420-650 = 770

Donc DeltaGr= 6 * 96500 * 7.7 = 4.4583*10^6

[jeanne08]

trois erreurs :
- il n'y a qu'un seul électron échangé par Fe2+ dans la réaction ecrite ( Fe2+ -> Fe3+ + 1e- et Ce4+ 1e- -> Ce3+ )
- 770 mV = 077 V
- deltarG° est négatif

[A voir en vidéo sur Futura]