dm chimie

Posté par mellissa mellissa

bonsoir, j'aurai besoin d'aide pour faire un exercice, voiçi l'enoncé:
a.ecrire l'équation de dissolution dans l'eau de l'iodure de potassium.Exprimer sa constante d'équilibre, notée K₁ (produit de solubilité de l'iodure de plomb), en fonction de la solubilité molaire s₁ du solide et calculer sa valeur.
b. Faire de même pour le nitrate de plomb (notation K₂ et S₂).
c. Faire de même pour l'iodure de plomb (notation K₃ et S₃).
d. On dissout 0.50g de chacun des solides pour former trois solutions aqueuses S₁, S₂ et S₃, chacune de volume V=50mL. Déterminer les concentrations effectives des ions dans chacune des solutions. Laquelle est saturée?
e. On verse dans un bécher l'intégralité de la solution s₁ et l'intégralité de la solution S₂. On observe la formation de cristaux jaunes, ce qui justifie le nom de pluie d'or de Berzelius.
Expliquer ce qui se passe à l'aide des données et déterminer les concentrations des ions à l'équilibre.
f. On nomme effet d'ion commun la diminution de la solubilité d'un solide par le fait que la solution dans laquelle on le dissout contient dèjà l'un des ions le constituant.
Déterminer la solubilité de l'iodure de plomb dans la solution S₁.

Solide	Iodure de potassium	Nitrate de plomb	Iodure de plomb
Solubilté dans l'eau à 25°C en g.L-1	144	35.2	0.42
Couleur du solide	blanc	blanc	jaune doré

a. l'equation serait: KI(s) = K⁺(aq) + I^-(aq)
K₁= [ K⁺(aq)]_éq [I^-(aq)]_éq = s₁²
b.  Pb(NO₃)₂(s)  = NO₃^-(aq) + Pb²⁺(aq)
k2 = [NO₃^-]éq + [Pb²⁺]éq = s2*2s2 = 2s2²
c. PbI₂(s) = 2I^-(aq) + Pb²⁺(aq)
k3 = 2s3*s3 = s3²............
Merci d'avance de me corriger  et de m'aider à avancer

Posté par mellissa mellissa


Pardon c'est 2s³

4s³

Posté par mellissa mellissa

d.
premiere equation:
[K+] = [I^-] = 6,13.10-2 mol/L
deuxieme equation:
{NO3-] = 4,32.10-2 mol/L
[Pb2+] = 8,7.10-2 mol/L
troisieme equation:
[I₂ = 2,2.10-2 mol/L
[Pb2+] = 4,3.10^-2 mol/L
sauf erreur de calcul de ma part^^

Posté par coriolan coriolan

b)faux
Pb(NO3)₂ =Pb²⁺  + 2 NO₃-

le Ks s'écrit
Ks=[Pb2+]*[NO3-]² =s*(2s)²=4s³

d)la concentration en soluté apporté des 3 solutions est
Cm=0,5/0,05=10g/L
la solution en KI et en Pb(NO3)₂  ne sont pas saturées  car leur solubilité est supériere à 10g/L
C(KI)=Cm/m=10/166=6,0.10^-2mol/L
[K+]=[I-]=c(KI)=6,0.10^-2mol/L

dans le deuxième cas,attention aux relations entre les concentrations des ions
[Pb2+]=[NO3-]/2=c(Pb(NO₃)₂)
[NO3-]=2*[Pb2+]

la solution de PbI₂ étant saturée ,les concentrations des ions sont celles qui vérifient le Ks calculé au a).En solution il y a I- (pas I₂) et Pb2+


détaille les calculs de concentrations en soluté apporté dans les 3 cas.

Posté par mellissa mellissa

Posté par mellissa mellissa

Bonsoir et merci^^
je suppose que m est la masse molaire moi j'ai 163g/mol
les détails des calculs:
1ère équation:
[k+]=[I-]= c(KI) = 0.5/m*V avec m=163g/mol
          = 6,13.10^-2 mol/L
2ème équation:
[N03-] = 2[Pb2+] = c(Pb(N03)₂ )
[N03-] = 0.5/(V*M(Pb(N03)₂) = 4,3.10^-2mol/L
avec M(Pb(N03)₂) = 231.2g/mol
[Pb2+] = 8,7.10^-2mol/L
3ème équation:
[I-] = 2s3 = 8,4.10^-1 mol/L
[Pb2+] =  s3 = 0.42 mol/L

Posté par coriolan coriolan

faute de frappe .
c'est en effet M
M(KI)=39,1+126,9=166g/mol


non
[N03-] = 2[Pb2+] = 2*c(Pb(N03)2 )
c(Pb(NO3)₂)=0,5/(331*0,05)=3.10^-2mol/L
[NO3-]=2*3.10^-2=6.10^-2mol/L
[Pb2+]=3.10^-2mol/L

pour PbI₂,comme la solution est saturée,

il faut réutiliser la valeur de s calculée au a)
[Pb2+]=s
[I-]=2*s
s=0,42/(207+2*126,9)=0,42/461=1,1.10^-3 mol/L

Posté par mellissa mellissa


je trouve s = 9,1.10^-4mol/L ???

Posté par coriolan coriolan

  désolé, j'ai fait une erreur!
est- ce que tu es d'accord pour le reste?

Posté par mellissa mellissa

oui je suis d'accord
j'ai fait beaucoup d'erreur de frappe et de calcul désolée^^

Posté par mellissa mellissa

pour la e)
on introduit ds un bécher toute la solution S1 celle contenant du iodure de potassium et toute la S2 contenant du nitrate de plomb:
:
on a le nitrate de plomb qui réagit avec l'iodure de potassium:
Pb(N03)₂ + 2KI  = PbI₂ + 2KNO₃
uniquement les ions Pb²⁺  et iodure réagissent pour former un solide ionique de iodure de plomb de couleur "jaune dorée" :
Pb²⁺ + 2I^- = PbI₂
les ions NO3- et K+ étant spectateur
je ne vois pas quoi répondre à cette question sinon...

Posté par mellissa mellissa


je bloque un peu pour cette partie de la question...

Posté par coriolan coriolan



il vaut mieux éviter ce type d'équation car les solides sont dissociés en ions .
par contre " le nitrate de plomb  réagit avec l'iodure de potassium",c'est valable ,de même que la suite

"uniquement les ions Pb2+  et iodures réagissent pour former un solide ionique :de l'iodure de plomb ,de couleur "jaune dorée" :
Pb2+ + 2I- = PbI2
les ions NO3- et K+ étant spectateurs"
On peut justifier la précipitation en montrant que [I-]²(i)*[Pb2+](i)>Ks
[ ](i) représente les concentrations des ions dans le mélange ,avant toute réaction. Il faut dont calculer
[I-](i)= n(I-)/VT   et [Pb2+]=n(Pb2+)/VT

Une autre façon de faire est la suivante
puisque les concentrations de I- et Pb2+ ,dans S1 et S2,ont été précédemment calculées,le fait de mélanger S1 et S2 volume à volume (50mL +50mL) revient à effectuer une dilution par 2.
Dans le mélange ,les concentrations de I- et Pb2+ (avant réaction)valent la moitié des valeurs précédemment calculées.


Du fait que le solide PbI₂ se forme,la solution est saturée.
Les concentrations en Pb2+ et I- doit vérifier la relation.
Ks=[Pb2+]*[I-]².
Il va donc falloir calculer les concentrations des ions en solution après formation du précipité,donc à l'équilibre.

je n'avais pas fait attention au fait qu'il y avait mélange des solutions S1 et S2 .Ma réponse concernant PbI2(en dehors de l'erreur de calcul..) n'est pas correcte.c'est même n'importe quoi!m/M  donne des mol et non des mol/L(réponse du 30/11)
je vais revoir cela à tête  reposée

Posté par coriolan coriolan

décidément,je trouve des erreurs qui n'existent pas!
0,42/461=9,1.10^-4est bien en mol/L  puisque 0,42 représente une concentration en g/L et non une masse.

Posté par coriolan coriolan

dans S1
n(I-)=n(K+)=n(KI)=0,5/166=3,0.10^-3mol
dans S2
n(Pb2+)=n(NO3-)/2=n(Pb(NO3)₂)=0,5/331=1,5.10^-3mol


dans le mélange (avant réaction )
[I-](i)=3,0.10^-3/0,1=3,0.10^-2mol/L
[K+]=[I-]
[Pb2+](i)=1,5.10^-3/0,1=1,5.10^-2mol/L
[NO3-]=2*[Pb2+]
seul I- et Pb2+ réagissent
le quotient de réaction Qr est donné par la même expression que Ks ,mais avec les concentrations dans le mélange ,avant réaction
Qr=[I-]²(i)*[Pb2+](i)
on constate que Qr>Ks  donc il y a précipité.

pour trouver les concentrations de I- et Pb2+ ,après réaction,il faut établir un tableau d'avancement

                    Pb2+        +2I-    = PbI2
état initial   1,5.10^-3   3.10^-3         0
final           1,5.10^-3-x   3.10^-3-2x   x

si la réaction était totale ,xmax=1,5.10^-3mol
on se trouve dans les conditions stoechiométriques
il se formerait 1,5.10^-3mol de PbI2 dans 100mL,et il ne resterait plus d'ions I- et Pb2+ dans la solution
tout se passe comme si on mettait dans 100mL d'eau 1,5.10^-3mol de PbI2 solide soit 1,5.10^-2mol/L  de PbI2
sachant que la solubilité n'est que de 9,1.10^-4mol ,la concentration des ions [I-] et [Pb2+] sera celle calculée au a)

Posté par mellissa mellissa

est-il nécessaire de calculer les concentrations des ions [I-] ET [PB2+] ?
Je ne vois pas vraiment à quoi ça nous avance...

Posté par mellissa mellissa

j'ai oubliée de mentionnée " après la réaction!!"

Posté par coriolan coriolan

d'après l'énoncé

c'est à dire [I-] [Pb2+] [NO3-][K+]

Posté par mellissa mellissa

pardon j'avais mal compris après relecture je pense que c'est plus claire
si j'ai bien compris, après réaction c'est donc à l'équilibre!!:

par contre ceci est moins clair pour moi... pourriez-vous m'expliquer?

Posté par coriolan coriolan

pour la question f
Bien que cela ne soit pas clairement écrit,je suppose qu'on verse S3 dans S1

en versant S1 dan S3 le volume total est 100mL
la concentration des ions I- apportés par S1 est 3.10^-2mol/L
à l'équilibre la nouvelle solubilité de AgCl sera noté s'
s' mol/L de AgCl donneront s'mol/L de Ag+ et s' mol/l de Cl-
la concentration totale de Cl- sera
[Cl-]=s'+3,10^-2 mol/L

la nouvelle expression du Ks est
Ks=[Ag+]*[Cl-]=s'*(s'+3.10^-2)
on sait que s'<s (voir énoncé) donc s'<9,1*10^-4
on peut donc négliger s' devant 3.10^-2
Ks=s'*3.10^-2
Ks est une constante déjà calculée
on en déduit s'

Posté par mellissa mellissa


comment savoir sans calculer Qr??
de plus j'ai Qr = (1.5.10^-2*(3.10^-2)²) = 1,4.10^-5 !!
Ce qui est inférieure a 9,4.10^-4mol/L
gènant!

Posté par mellissa mellissa

désolé je n'avais pas vu vos messages^^

Posté par coriolan coriolan

sachant que la solubilité n'est que de 9,1.10-4mol/L ,la concentration des ions [I-] et [Pb2+] sera celle calculée au a)

dire que s=9,1.10^-4mol/L signifie que l'on ne peut pas dissoudre plus que 9,4.10^-4 mol de PbI2 dans un litre d'eau
s'il y a plus que 9,4.10^-4 mol de PbI2 dans 1 L ,l'excédent reste solide ,c'est à dire ici sous la forme de précipité.
le précipité formé représente 1,5.10^-2mol dans un litre.
seules 9,4.10^-4 mol de PbI2 se dissocieront et on aura
[Pb2+]=9,4.10^-4 mol/L
[I-]=2*9,4.10^-4 mol/L

en réalité ,il ne se forme que (1,5.10^-2 -9,4.10^-4)mol de précipité dans 1L ,mais cela revient au même de supposer qu'il se forme d'abord 1,5.10^-2mol de précipité par litre et qu'ensuite ,une faible part de ce précipité ( 9,4.10^-4 mol ) se dissocie dans 1 L.

si tous les ions I-  et Pb2+ n'avait pas réagi ,le problème aurait été plus complexe.

Posté par coriolan coriolan

j'ai Qr = (1.5.10-2*(3.10-2)²) = 1,4.10-5 !!



il faut comparer Qr à Ks et non à s.

Ks=4*s³

Posté par mellissa mellissa

d'accord c'est compris merci^^
on a donc [Pb2+](i) = [Pb2+]éq et [I-](i)=[I-]éq

ok!

Posté par mellissa mellissa

f)

d'où sort le AgCl?  

c'est parce qu'on passe d'un volume de 5O à 100ml dc la concentration est divisé par 2? mais dit comme ça la concentration apporté en I- par S1 je dirai que c'est 6,0.10^-2 mol/L
je me trompe?

Posté par coriolan coriolan

[Pb2+](i) = [Pb2+]éq et [I-](i)=[I-]éq
NON

[Pb2+](i)  et [I-]sont des  concentrations fictives .
ce sont les  concentrations qui existeraient s'il n' y avait pas de réaction dans le mélange ,entre ces ions.
C'est avec les valeurs de ces concentrations qu'on calcule Qr

Après réaction,un équilibre est atteint ,avec de nouvelles concentrations .
Ce sont celles là qu'on utilise pour calculer le Ks

quand Qr > Ks cela signifie qu'il y a trop d'ions en solution.
Il faut qu'une partie de ces ions libres disparaissent.Ils s'agrègent entre eux et forment un précipité .Il ne reste en solution que des ions dont la concentration est telle que Ks=[I-]²eq*[Pb2+]eq
on omet souvent (eq) car il est sous entendu qu'il s'agit de concentrations quand l'équilibre est atteint.

Le Ks est une valeur déterminée expérimentalement

Posté par mellissa mellissa

message de 20:30 OK!
désolé je n'avais pas vu le message de 20H58:
il faut que je donne les concentrations effectives de tous les ions en solutions, n'est-ce pas?
Mais comme NO3- et K+ mais comme ils ne réagissent pas elles restent inchangées

Posté par coriolan coriolan


dans s1
n(I-)=0,5/166=3.10^-3mol
dans 50mL
[I-]=3.10^-3/0,05=6.10^-2mol/L
dans 100mL
[I-]=3.10^-3/0,1=3.10^-2mol/L


la nouvelle solubilité de AgCl sera noté s'(confusion avec un autre post...)

je veux dire PbI2

Je suis arrivé à saturation(!) pour ce soir!

Si c'est encore temps,je regarderai demain

Posté par coriolan coriolan

dernier messàge pour ce soir
NO3- et K+ ne subissent qu'une dilution (facteur 2) puisque le volume passe de 50 à 100mL
Bonsoir

Posté par mellissa mellissa

d'accord, je fatigue aussi^^ je pense qu'une bonne nuit de sommeil s'impose , c'est encore bon pour demain: merci beaucoup de votre aide!

Posté par mellissa mellissa

ah oui j'ai oublié la dilution!!
à demain!!

Posté par coriolan coriolan

ne pas ,tenir compte de cette remarque (confusion de question )

pour la question f ,AgCl n'a évidemment rien à voir dans ce sujet.
Il s'agit de PbI2,puisqu'on mélange la solution de KI et de PbI2
Dans le mélange ,avant qu'un nouvel équilibre s'établisse, il y a 3.10^-2 mol /L de I- apporté par S1 et 2s mol/L de I- apportés par S3.La solubilité  de PbI2 va diminuer
soit s' la nouvelle solubilité de PbI2
à l'équilibre
[I-]=3.10^-2+ 2s'

[Pb2+]=s'

Ks= [Pb2+]*[I-]²
  =s' *(2s'+3.10^-2)²

on sait que s' < s donc 2s'< 2* 9,1.10^-4 mol/L
On va négliger 2s' devant 3.10^-2  
Ks=s'* (3.10^-2)²

d'après la question c ,le Ks de PbI2 est 3,0.10^-9

s'=Ks/(3.10^-2)²=3.3.10^-6mol/L

L'hypothèse 2s'<< 3.10^-2  était valable

Posté par coriolan coriolan

explication de mon erreur de calcul du 30/11 21h25
j'ai tapé 0,5 à la place de 0,42 .....

Posté par mellissa mellissa

j'ai demandé à mon professeur des précisions ce matin, en réalité dans la question f on introduit dans la solution S1 du iodure de potassium solide

Posté par coriolan coriolan

dans ce cas

initialement on a
[I-]=6.10^-2mol/L

il suffit de remplacer 3.10-2 par 6.10-2 dans ma réponse du 02-12
[I-]=6.10^-2+2s'

s'=Ks/(6.10^-2)²

Posté par mellissa mellissa

bonsoir,
je suis un peu perdu dans votre raisonnement pour la dernière question
la solubilité du iodure de plomb est s₃, c'est ce que vous avez noté s , désolé il est assez flou pour moi

Posté par coriolan coriolan

si on dissout du PbI2 dans de l'eau ,la solubilité est s₃=9.10^-4mol/L

si on dissout PbI2 dans une solution qui contient des ions I- (cas de la solution S1),la solubilité de PbI2(s) sera inférieure à s₃
Soit s'₃ cette nouvelle solubilité

à l'équilibre
[I-]=6.10-2+ 2s'₃

[Pb2+]=s'₃

Ks= [Pb2+]*[I-]2
  =s' *(2s'₃+6.10-2)²

on sait que s'₃ < s₃ donc 2s'₃< 2* 9,1.10-4 mol/L
On va faire l'hypothèse que  2s'₃ est négligeable devant 6.10-2  
Ks=s'₃* (6.10-2)²

d'après la question c ,le Ks de PbI2 est 3,0.10-9

s'₃=Ks/(6.10-2)²=8.3.10-7mol/L

L'hypothèse 2s'₃<< 6.10-2  était valable

Posté par mellissa mellissa

c'est compris!!
merci encore pour votre aide^^