Effet du PH et de la complexation sur la solubilité d'un sel

[invite5c503d0c]

Bonjour ,

On a un sel peu soluble (ZnS), on veut calculer sa solubilité dans :

1) une solution d'ammoniac dont la concentration en NH3 est 0.1M à l'équilibre:

Alors je bloque: comment savoir si le Zn2+ va former un complexe avec NH3 (en sachant qu'on nous a pas donné la constante de formation du complexe dans les données )..ou bien on calcule le PH de la solution d'ammoniac et comme le S2- va s'hydrolyser , on passe au Ka en y-injectant le [H3O+] qu'on a eu à partir du PH , et on substitue dans le Ks le [S2-] etc .. hors il me semble que le PH initial est variable ici


2) Dans un mélange tampon de NH3 et NH4+ avec PH=9 , Et [NH3]+[NH4+]=0.1M :


Donc la j'aurais dis que vu que c'est une slt tampon , on adopte la même démarche que la question 1) , mais dans ce cas on aura besoin que du PH=9 , je vois pas à quoi sert la donnée [NH3]+[NH4+]=0.1M ..


Voila, j'espère que vous pourriez m'aider dans mon raisonnement,
Je vous remercie
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[jeanne08]

Quelles sont les données dont tu disposes : on a dû te donner le produit de solubilité de ZnS , les Ka de H2S et NH4+ , les constantes de formation des complexes entre Zn2+ et NH3 si on doit tenir compte de ces complexes ... ) ??
Avec NH3 qui est une base l'ion S2- , qui lui aussi est une base ne réagit pas . Par contre il est capable de réagir avec l'acide NH4+

[invite5c503d0c]

Merci Jeanne pour ton intervention,

Oui, On me donne le Ks de (ZnS), le Pka de (S2-/HS-) , le Pka de (HS-/H2S) , ainsi que le PKa de (NH4+/NH3).

Lorsque vous dite le S2- qui peut réagir avec Le NH4+.. Si on tient compte de la concentration de NH3 =0.1M a l'équilibre, je trouve à partir du Ka: [NH4+]=0.013M environs qui est négligeable devant le NH3. ( Je suis dans la question 1)

[jeanne08]

L'exercice s'appelle "effet de pH et de la complexation sur la solubilité" donc il me parait impossible de ne pas tenir compte de la formation d'un ( des) complexe(s) avec Zn2+
Avec NH3 on est en milieu basique donc , si on appelle s la solubilité de ZnS on aura (S2-) = s et (complexe de Zn) = s . Pour continuer il faut en savoir un peu plus ...
Avec le mélange NH3+NH4+ on a à la fois complexation des Zn2+ avec NH3 et réaction du sulfure avec NH4+ ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5c503d0c]

Pour la 1) je comprends ce que vous dites, mais ce qui m'a perturbé c'était l'absence de données concernant le complexe, c'est peut etre une erreur dans l'exo..

Pour la 2) Comment savoir si le Zn2+ forme un complexe avec NH3, ou NH4+ ? , moi j'ai pensé que comme c'est une solution tampon , son PH varie peu quand y-ajoute une base (S2-), donc j'aurais étudier simplement l'effet de son PH sur la solubilité de ZnS

[jeanne08]

Le complexe se forme entre Zn2+ et NH3 , pas NH4+
Mais NH4+ peut réagir avec S2- pour former HS- : S2- + NH4+ -> HS- + NH3 alors si la solubilité de ZnS est faible on peut considerer que le pH reste à peu près égal à 9 mais cela ne me parait pas évident !!!

Qualitativement : en presence de NH3 la solubilité de ZnS est plus grande que la solubilité dans l'eau ( ce qui ne veut pas dire que cette solubilité est grande ! ) . La solubilité est encore plus grande dans le mélange NH4++NH3

[invite5c503d0c]

Je comprends l'aspect qualitatif que vous décrivez, ça me semble très logique ..

Par contre dans certains exercices, lorsqu'on nous dit : un sel peu soluble est mis dans un mélange tampon a PH=.. sans nous donner des informations sur ce mélange, on passe directement à l'hydrolyse de l'ion à caractère acide/basique du sel , mais comme ici on nous donne des infos sur le mélange ..

Merci encore Jeanne!

[jeanne08]

Si on te dit explicitement dans un énoncé que l'on met quelquechose dans un mélange tampon on considère que le tampon est parfait , peu importe comment il fonctionne et le pH est alors fixé. Les acides ou les bases faibles peuvent éventuellement réagir avec le tampon.

Exemple : on met dans 1L de solution un tampon de pH = 8 et 0.1 mol de AH et 0.1 mol de BH+ : quelles sont les espèces présentes ?
données pKa de AH : 5 et de BH+ : 10
le pH final est 8 et les constantes d'acidité sont vérifiées donc
10^-5 = (A-)*10^-8/(AH) : on voit qu'il y a 1000 fois plus de A- que de AH donc (A-) ~0.1 mol/L et (AH) ~10^-4 mol/L
10^-10 = (B)*10^-8/(BH+) : on voit qu'il y a 100 fois plus de BH+ que B donc BH+ est quasi intact (BH+) ~0.1 mol/L et (B) = 10^-3 mol/L

[Chalco]

Pour aller dans le même sens que Jeanne, les complexes Zn(II)-NH₃ sont très peu stables et le tampon peut être considéré comme parfait.

[invite5c503d0c]

Je m'excuse pour le retard,

Dans votre exemple, vous voulez dire que si on ajoute un acide ou une base faible dans un mélange tampon , celui-ci reste intacte?