La neutralité électrique

[didek]

Bonsoir à tous,

Je suis amené à résoudre un exercice qui fait référence à l'équation de neutralité électrique.
Ma question est simple, qu'est ce que l'équation de neutralité électrique ? La notion de solution neutre électriquement(l'égalité des charges + et -), je la comprends vaguement, cependant je ne vois pas de quoi a l'air cette équation de neutralité électrique.

Merci d'avance !

Cordialement
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[Kemiste]

Bonsoir,

Quel est le contexte ? Avec l'exercice ça serait plus simple pour t'aider.

[didek]

Voici l'énoncé :

Le carbonate de calcium est un sel peu soluble dont le produit de solubilité à 25°C est Ks = 4, 9.10−9
1- On néglige la basicité des ions CO2−3. Calculer la solubilité molaire s de ce sel.
2- En tenant compte de la basicité des ions CO2−3, calculer à cette température, la solubilité molaire s de CaCO3 dans l’eau et le pH de la solution saturée.
On rappelle que les constantes d’acidités de CO2 et de HCO−3 sont respectivement :
K1 = 4, 1.10−7 et K2 = 4, 9.10−11 .

Dans la seconde question, nous allons avoir besoin de la neutralité électrique qui, d'après le corrigé, donne :
2[Ca2+] + [H3O+] = [HCO−3] + 2[CO2−3] + [OH−].

Voilà !

[moco]

Je vais répondre à ta question sur la neutralité électrique. Ce calcul part de l'idée qu'il doit y avoir autant de charges positives en solution que de charges négatives.
Or chaque ion Ca²⁺ porte deux charges positives. Donc s'il y a 0.45 mole de Ca²⁺ dans un litre de solution, il y a nécessairement le double, donc 0.90 mole de charges positives en solution dues à Ca. Et si ta solution contient aussi 0.07 mole d'ion H₃O⁺, il y a nécessairement 0.07 moles de charges positives dues à H₃O⁺. Donc dans une solution dont on connaît la concentration en Ca²⁺ et celle en ion H₃O⁺, la concentration totale des ions positifs sera :
2 [Ca2+] + [H₃O⁺].
Concernant les ions négatifs, tu les écris incorrectement. Ce n'est pas CO2-3 qu'il faut écrire, mais CO₃^2-. Et ce n'est pas HCO-3, mais HCO₃^-.
La concentration totale des ions négatifs se calcule selon le même principe que pour les ions positifs. Il faut doubler la contribution des ions chargés 2 fois moins. Elle s'écrit :
2 CO₃^2- + HCO₃^- + [OH^-]

Comme il doit y avoir autant de plus que de moins en solution, on peut écrire :
2 [Ca2+] + [H₃O⁺] = 2 CO₃^2- + HCO₃^- + [OH^-]

Tu as compris ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[didek]

Merci merci beaucoup, très bien détaillé et clair, j'ai compris, mais il reste quand même un tout petit hic. Quand on dit qu'on a 0.45 mole de Ca²⁺, pourquoi ne peut-on pas dire que les DEUX charges sont incluses dans les 0.45 moles et qu'il faut en réalité considérer que les 0.45 moles contiennent une charge seulement ?

[moco]

1 atome de calcium perd 2 électrons pour devenir 1 Ca2+, qui porte 2 charge plus
23 atomes de calcium perdent chacun 2 électrons, en tout 46 électrons pour devenir 23 ions Ca2+, lesquels portent 46 charges positives élémentaires (égales et opposées à la charge de l'électron).
1 mole de calcium perd 2 moles d'électrons pour devenir 1 mole d'ion Ca2+, lesquels portent 2 moles de charges positives élémentaires.
0.45 moles de calcium perdent 0.9 moles d'électrons pour devenir 0.45 moles d'ions Ca2+, lesquels portent 0.9 moles de charges positives élémentaires.