Équilibrer en OH- ou H+ ?

[invite4e077ae9]

Bonsoir,

Je dois "déterminer le produit de solubilité du Fe₂O₃(s)" à partir d'un diagramme E-pH du fer (contenant Fe³⁺, Fe²⁺, Fe, et Fe₂O₃)

Lors de cette solubilisation, le n.o. du composé principal ne change pas, il se solubilise donc en Fe³⁺
La frontière pour une concentration Ctra = 10^-6 mol.L^-1 (convention d'égalité des concentrations molaires) se situe à pH = 1.75
On a alors : Fe₂O₃(s) + 6H⁺ => 2Fe³⁺ + 3H₂O

On a alors le produit de solubilité Ks = [Fe³⁺]²/[H⁺]⁶

Et donc en prenant les valeurs de pH et Ctra, on a : Ks = 0.032

MAIS : pourquoi ne pas équilibrer de cette manière : Fe₂O₃(s) + 3H₂O => 2Fe³⁺ + 6HO^-

Dans ce cas on a : Ks = Ks = [Fe³⁺]²[HO^-]⁶

Et comme : [HO^-][H⁺] = 10^-14

On a : Ks = 0.032 * 10^-84 !!

Quelle est la bonne manière de mener ce calcul ? Le milieu est acide, certes, mais les réactions mettent en jeu H⁺ et H₂O qui sont abondants lors de la solubilisation.

Peut être n'ai-je pas compris le concept de produit de solubilité ? L'égalité [HO^-][H⁺] = 10^-14 n'est elle pas valable ?

Merci de vos réponses !
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[moco]

Je ne sais pas si tu te rends compte qu'un K proche de 10 puissance - 84 est tellement petit qu'il n'a pas de sens ! J'ai pourtant déjà fait des calculs de èK depuis plusieurs dizaines d'années. Quand on trouve des K de l'ordre de 10^-40 à 10^-50, on considère que c'est hors de portée de quelques calculs que ce soit.

Je suis sûr que tu peux calculer la constante d'équilibre à 25°C d'une équation comme : 6 C + 6 H2 + 3 O2 --> C6H12O6. Je n'ai jamais fait le calcul. Mais je serais assez prêt de croire que le K de cette équation est de l'ordre de 10 puissance -84. Autant dire qu'elle ne se produit pas. Point final !

[invite4e077ae9]

Oui oui j'ai bien compris que la réaction ne se faisait pas, mais du coup quand dois-je équilibrer avec H et quand avec OH-? Et surtout que dois-je conclure ? Le Fe2O3 ne se dissout pas du tout dans l'eau (2nd calcul) ou un peu (1er calcul) ?

[moco]

C'est quoi, ce que tu appelles Ctra ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

Je comprends ta question et je ne sais pas quelle équation tu dois choisir pour répondre à la question posée ... Je pense que tu écris une équation de dissolution et tu calcules la constante qui va avec !

[invitef0ae73b0]

Ctra = Concentration

[nlbmoi]

Bonjour

Le produit de solubilité est associé à la dissolution d'un solide dans un solvant donc il faut prendre en compte l'équation suivante :

dont la constante de réaction vaut
Effectivement, cette constante est très faible mais pour des espèces peu solubles ce n'est pas illogique !

[invite4e077ae9]

Ctra c'est la concentration de tracé du diagramme E-pH (10^-6 est l'ordre de grandeur normalement utilisé pour une étude de corrosion) qui impose, à la frontière entre 2 domaines A et B, l'égalité [A] =[B] = Ctra (si les deux espèces sont dissoutes dans le solvant)

Merci pour ta réponse nlbmoi !
Je vous embête encore, mais du coup lorsqu'on a le solvant eau, on doit toujours équilibrer avec OH-?

[nlbmoi]

Non !
Si tu veux déterminer le produit de solubilité du chlorure de sodium, les ions hydroxydes n'interviennent pas !!
Par contre, si tu cherches le produit de solubilité d'un (hydr)oxyde, il te faut bien faire apparaître les ions hydroxyde