Hydroxyde de Fer III

[chacal66]

Bonjour à tous,
j'ai une petite question:
On dissout 3.6g de sulfate de fer III dans un volume de 300mL d'eau.
Puis on prend un volume de 200mL de solution d'hydroxyde de sodium à la concentration c2=1.25*10^-1mol/L
On mélange ensuite les deux solutions.
Je dois déterminer xmax et la masse de précipité formé par ce mélange en sachant que la masse expérimentale est de 3.00g.

J'ai trouvé la réaction finale Fe3+ + 3HO- --> Fe(OH)3
j'ai ensuité calculé n(Fe3+)=1.8*10^-2mol et n(OH-)=8.3*10^-3mol
Puis avec le tableau d'avancement je trouve xmax=8.3*10^-3mol
donc m(Fe(OH)3)=xmax*M=0.89g
Le problème est que je trouve une masse théorique inférieure à la masse experimentale et je ne vois pas mon erreur

Merci d'avance
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[moco]

Tes calculs de moles me semblent tous extrêmement discutables. D'où sortent-ils ?
Si je refais tes calculs, je trouve des valeurs numériques toutes différentes.

En effet, 200 mL de NaOH 0.125 M contiennent 0.025 mole de NaOH et pas 0.0083 mole, que tu prétends avoir trouvé !!

D'autre part, le sulfate ferrique existe sous deux formes : une forme anhydre Fe2(SO4)3 de masse molaire 400 g/mol, et une forme hydratée Fe2(SO4)3·9H2O, de masse molaire 562 g/mol. Et cette dernière substance est la seule commerciale.
Or 3 g de sulfate anhydre contient 3.00/400 = 0.0075 mole de sulfate, donc 0.015 mole d'ion Fe3+
Et 3 g de sulfate hydraté contient 3.00 g/562 = 0.00534 mole de sulfate, donc 0.01068 mole d'ion Fe3+.

Je ne sais pas lequel de ces deux sulfates de fer tu as utilisé. Mais, quel que soit ton choix, il est impossible de trouver 0.018 mol de Fe3+ !!

[chacal66]

Pour la quantité de matière en OH-, il y a une coquille dans ce que j'ai écris. Je trouve bien 0.025 mol de OH- (j'ai écris ma valeur de xmax à la place)
Par contre pour Fe3+:
On dissout 3.6g de sulfate de fer III dans un volume de 300mL d'eau.
donc j'ai écris l'équation de dissolution du sulfate de fer III Fe2(SO4)3->2Fe3+ + 3SO42-
J'ai ensuite calcule la quantité de matière initiale en sulfate de fer et j'ai multiplié par 2 pour avoir la quantité de Fe3+.

La masse 3g est la masse expérimentale en précipité que l'on dit avoir obtenu à la fin...

[moco]

OK. Avec ces corrections, les quantités initiales sont donc de 0.025 mole de OH^- et 0.018 mole de Fe³⁺.
Il y a un excès de Fe³⁺, si on veut former Fe(OH)3.
En effet 0.025 mole de OH^- ne peuvent réagir qu'avec 0.025/3 = 0.00833 mole de Fe³⁺, si la réaction va former Fe(OH)₃. Il y a un manque de ions OH^- pour transformer tout le fer en Fe(OH)₃.

Malheureusement, dans un cas pareil, la réaction ne se passe pas comme prévu. En effet, la nature va faire précipiter tout le fer. Il va se former ce qu'on appelle un sel basique insoluble, qui contient à la fois du fer, des ions OH- et des ions sulfate, selon l'équation :
Fe³⁺ + OH^- + SO₄^2- --> Fe(OH)SO₄
et 0.018 mole de fer et de OH^- vont réagir selon cette réaction, pour former 0.018 mole du sel basique Fe(OH)SO4, lequel est insoluble. Mais ce n'est pas fini.
En effet, il restera en solution 0.007 mole de OH^- qui vont réagir avec une partie du premier sel basique pour former un deuxième sel basique :
2 Fe(OH)SO₄ + OH^- --> [Fe(OH)₂]₂SO₄
et 0.007 mole de OH^- va réagir ainsi, en détruisant 0.014 mole de Fe(OH)SO₄.
Le résultat final est un mélange dans lequel tous les ions OH- ont réagi. Tu peux le vérifier en constatant que la solution finale n'est pas basique.
Le mélange final contient deux sels basiques insolubles : 0.007 mole de [Fe(OH)₂]₂SO₄, et 0.018 - 0.014 = 0.004 mole de Fe(OH)SO₄.
0.007 mole de [Fe(OH)₂]₂SO₄ pèse 0.007·276 g = 1.932 g
0.004 mole de Fe(OH)SO₄ pèse 0.004 · 169 g = 0.676 g
Le tout pèse 2.608 g.
Evidemment ce n'est pas tout à fait les 3.0 g que tu as pesé. Mais la différence est très probablement de l'eau d'hydratation. On sait que les composés de fer obtenus par réaction chimique en phase aqueuse n'ont pas la formule prévue, car ils retiennent une ou plusieurs molécules d'eau d'hydratation.

[A voir en vidéo sur Futura]