Solubilité

[invite0b7db80c]

Bonjour à tous

J'ai (encore ) des problemes pour résoudre certains exo sur la solubilité
Voici les 4 énoncés qui me bloquent :

1) Calculer [Cl-] et [IO3-] dans la solution résultant de l'addition de 100ml AgNO3 0,1mol/l à 100ml Cl- 0,1mol/l et IO3- 0,1mol/l sachant que Ks(AgIO3) = 3.10^-8 et Ks(AgCl) = 10^-10

2) Calculer la solubilité de Ba(IO3)2 dans la solution résultant du mélange de 100ml de BaCl2 0,014mol/l et 100ml de KIO3 0,03mol/l sachant que Ks(Ba(IO3)2) = 1,57.10^-9

3) A quel pH la solubilité de Zn(OH)2 est elle minimum sachant que K1 = [Zn2+][OH-]² = 4,5.10^-17 et K2 = [(Zn(OH)4)2-]/[OH-]² = 0,13 ?

4) Quelle masse de Ba(IO3)2 reste en solution lorsqu'on mélange 100ml de BaCl2 0,1mol/l et 300ml KIO3 0,1mol/l sachant que Ks(Ba(IO3)2) = 1,57.10^-9 ?

Je sais que la politique du forum est de ne pas résoudre les exo sans que l'on montre que l'on a essayé mais la, je sais meme pas par quoi commencer a par exprimer les Ks, donc si quelqu'un a une piste pour que je puisse essayer de résoudre chaque exercice moi meme ce serait cool

Merci
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[pephy]

bonjour,
il y a une méthode pour traiter ce genre d'exercices:
1)déterminer les espèces chimiques présentes
2)calculer les concentrations des espèces qui ne réagissent pas
3)écrire les Ks
4)écrire l'électroneutralité de la solution

[invite19431173]

Salut !

D'accord avec pephy, mais pour aider :

2)calculer les concentrations des espèces qui ne réagissent pas

Pour trouver ces nouvelles concentrations, cherche le nombre de moles final et le volume final.

[invite0b7db80c]

Deja merci pour vos réponses

Mais voila si j'applique la méthode a l'exo 1 par exemple, j'obtiens bien une réponse, mais qui n'est pas la meme que celle qu'on me donne

J'obtiens :

[Ag+] = 0,05
[Cl-] = 2.10^-9
[IO3-] = 6.10^-7

Une idée de mon erreur ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Je reprends ta donnée
1) Calculer [Cl-] et [IO3-] dans la solution résultant de l'addition de 100ml AgNO3 0,1mol/l à 100ml Cl- 0,1mol/l et IO3- 0,1mol/l sachant que Ks(AgIO3) = 3.10^-8 et Ks(AgCl) = 10^-10.
Tu disposes donc au début des mêmes quantités (0.001 mol) de Ag⁺ de Cl^- et de IO₃^-.
Mais tu ne dis pas clairement ce qui se passe.
Est-ce que tu mets ces trois solutions dans le même flacon ? Ou bien est-ce que tu considères deux cas séparés, l'un avec Ag et Cl, et l'autre avec Ag et IO₃ ?
Si c'est le premier cas, c'est pas trop difficile.
Tu dois avoir à la fin : [Ag⁺] = [Cl^-] = racine de K_s = 10^-5.
Avec le iodate, tu as aussi : [Ag⁺] = [IO₃^-] = racine de Ks = 1.73 10^-4.
Si c'est le 2ème cas, et que tu mélanges tout dans le même récipient, c'est beaucoup plus difficile. On peut le faire, bien sûr, mais il faudrait être sûr que cela en vaut la peine avant de commencer.

[invite0b7db80c]

Salut Moco

C'est ( malheureusement ) un seul et même mélange

Voici le scan de la question

[moco]

Aïe !
Il faut y aller par l'algèbre.
On va commencer par décrire l'état initial.
n_o(Ag⁺) = n_o(Cl^-) = n_o(IO₃^-) = 0.001 mole
Le volume total vaut 200 ml, si j'ai bien compris. Sinon, il est de 300 ml. A toi de trancher. Mais cela ne change pas la démarche.
Donc avant d'envisager une précipitation, on a les concentrations initiales .
[Ag⁺] = [Cl^-] = [IO₃^-] = 0.001/0.2 = 0.005 M.
On va poser que dans l'état final : [Ag⁺] = x, [Cl^-] = y, et [IO₃^-] = z. On a les valeurs de K_s :
xy = 10^-10, et xz = 3·10^-8
On a deux équations et trois inconnues. C'est insortable.
Il faut faire une approximation. On va décider que le produit le plus soluble ne précipite presque pas. Donc AgIO₃ précipite si peu que la concentration en ion IO₃^2- reste à sa valeur initiale de 0.005. Donc : z = 0.005 M.
Donc x = [Ag⁺] = K_s(AgIO₃)/0.005 = 3·10^-8/0.005 = 6 10^-6 M. C'est très bien, car cette concentration est un peu inférieure à celle qu'on obtient (10^-5) en calculant la concentration de Ag⁺ d'après la solubilité de AgCl seul. La présence de ions IO₃^- abaisse un peu la solubilité de Ag⁺ issu de AgCl.
On en tire y = [Cl-] = K_s(AgCl)/x = 10^-10/6·10^-6 = 1.6 10^-5 M
Et voilà ton problème résolu.
Mais tu pourras te plaindre auprès de ton prof qui te poses un problème pareil !

[pephy]

à mon avis il manque une donnée dans l'exo1:
il doit y avoir un cation associé à IO3- et Cl- dans la 2e solution;il doit donc intervenir dans la relation d'électroneutralité

[moco]

Voyons pephy !
Bien sûr qu'il y a un cation associé à Cl^- et à IO₃^-. C'est très probablement le sodium Na⁺, ou le potassium K⁺. Mais comme ces deux ions ne font jamais de précipités, ils n'interviennent pas dans les calculs, en aucune manière. Ils restent dans la solution finale la même quantité de ces ikons qu'on en a introduit. Leur présence ne change pas le problème !

[invite0b7db80c]

Bon d'abord merci moco et pephy de m'aider

Par contre je suis désolé sur la piece jointe j'ai mal découpé et enlevé la réponse

J'ai donc les réponses finales qui ne correspondent ni a ce que je trouve avec la méthonde de pephy, ni a ton grand developpement moco

D'ailleurs, vu les exercices précédents celui ci, je doute qu'un si long developpement soit nécessaire etant que les plus compliqués se resument a 3inconnues pour 3equations ou une equation du 2nd degré

Voila merci

[pephy]

Voyons pephy !
Bien sûr qu'il y a un cation associé à Cl^- et à IO₃^-. C'est très probablement le sodium Na⁺, ou le potassium K⁺. Mais comme ces deux ions ne font jamais de précipités, ils n'interviennent pas dans les calculs, en aucune manière. Ils restent dans la solution finale la même quantité de ces ikons qu'on en a introduit. Leur présence ne change pas le problème !

sûrement pas!
soit X+ le cation inconnu
électroneutralité:
[X+]+[Ag+]=[NO3-]+[IO3-]+[Cl-]
soit: 0,2/2+[Ag+]=0,1/2+[IO3-]+[Cl-]
on peut supposer [Ag+] négligeable;il reste:
[Cl-]+[IO3-]=0,05
ensuite on remplace en fonction de [Ag+];avec [Cl-]<<[IO3-]
il reste: 3.10-8/[Ag+]=0,05
soit [Ag+]=7.10-7
et [Cl-]=10-10/7.10-7=0,143.10-3

[pephy]

et [IO3-]=3.10-8/7.10-7=0,0428
le petit écart vient des approximations que j'ai fait

[invite0b7db80c]

Merci pephy en effet en supposant que la 2de solution contient du Na+ ou K+, et en developpant une équation du 2nd degré en Ag+ je retrouve exactement les réponses données

Par contre pour les suivants, par exemple le 2

2) Calculer la solubilité de Ba(IO3)2 dans la solution résultant du mélange de 100ml de BaCl2 0,014mol/l et 100ml de KIO3 0,03mol/l sachant que Ks(Ba(IO3)2) = 1,57.10^-9

J'ai :

Electroneutralité :

[Ba2+] + [K+] = [IO3-] + [Cl-]

Ks :

[Ba2+].[IO3-]² = 1,57.10^-9

Ions spectateurs :

[Cl-] = 0,0014/0,2 = 0,007
[K+] = 0,003/0,2 = 0,015

Mais je ne vois pas comment en tirer une solubilité

Merci encore

[pephy]

J'ai :

Electroneutralité :

[Ba2+] + [K+] = [IO3-] + [Cl-]

Ks :

[Ba2+].[IO3-]² = 1,57.10^-9

Ions spectateurs :

[Cl-] = 0,0014/0,2 = 0,007
[K+] = 0,003/0,2 = 0,015

Mais je ne vois pas comment en tirer une solubilité

Merci encore

bonsoir,
attention pour l'électroneutralité;il faut écrire 2[Ba2+]
Pour trouver la solubilité il faut calculer [Ba2+];on suppose que l'on est juste à la limite de précipitation (donc le Ks est atteint)

[invite0b7db80c]

On aurait donc :

[Ba2+].[IO3-]² = 1,57.10^-9
2[Ba2+] - [IO3-] + 0,008 =0

que je n'arrive pas a résoudre

Et en quoi [Ba2+] me donnerait la solubilité de Ba(IO3)2 ?

Merci

[pephy]

->si on suppose qu'il n'y a qu'une molécule de Ba(IO3)2 solide tout le baryum dissous est sous forme Ba2+
->il y a une erreur dans la 2e équation:[Cl-]=2*0,014/2
->pour résoudre je ne vois que par approximations successives;on ne peut pas négliger de terme apparemment...

[invite0b7db80c]

Exact pour [Cl-]

Il doit y avoir une astuce

Sinon toi qui as l'air calé niveau solubilité tu n'aurais pas une piste pour le 3) et 4) ?

Merci

[pephy]

le 3) c'est très simple! exprimer la solubilité totale de Zn sous les 2 formes et rechercher le minimum de la somme (j'en ai déjà trop dit )
le 4) pareil que le 2 à peu de chose près

[invite0b7db80c]

La 3) j'avoue que je ne comprends pas et, meme si je sais que ce n'est pas bien vu sur ce forum, si tu pouvais me le résoudre ca m'aiderait beaucoup sachant que je n'ai plus beaucoup de temps devant moi

La 4) voila ou je suis :

[Ba2+].[IO3-]² = 1,57.10^-92
2[Ba2+] + [K+] = [IO3-] + [Cl-]
[Cl-] = 0,05
[K+] = 0,075
2[Ba2+] - [IO3-] + 0,025 = 0

A nouveau, difficile a resoudre

Merci encore

[pephy]

3)
comment cette somme varie-t-elle avec le pH?
4)oui comme pour le 2) çà n'a pas l'air facile à résoudre;il doit pourtant y avoir une solution simple

[invite0b7db80c]

Il doit y avoir un truc qui m'échappe, même avec la réponse je comprends pas le 3

La réponse est pH = 10,4

Merci