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Avancement final et solution equation second degré

Posté par
grievous
23-10-12 à 22:18

Bonsoir voilà mon énonce:
La constante d'équilibre de la réaction suivante est K = 3,2
Ag+ (aq) + Fe2+ (aq) = Ag (s) + Fe3+ (aq)
On introduit dans un bêcher V1=100 mL d'une solution aqueuse d'ion Ag+ (aq) de concentration C1=0,10 mol.L-1 et V2=100mL d'une solution aqueuse d'ion Fe2+ (aq) de concentration C2=0,20 mol.L-1
1) calculer les concentrations des différents ions lorsque l'équilibre est atteint. 

Je calcule les quantités de moles introduites à l'état initial soit:
0,01 mol de Ag+
0,02 mol de Fe2+
Je dresse un tableau d'avancement ensuite.
J'exprime K = [Fe3+]/[Ag+][Fe2+]
Je remplace mes concentrations:
[Fe3+]=Xfinale/Vtotal
[Ag+]=(0,01-Xf)Vt
[Fe2+]=(0,02-Xf)Vt
J'exprime de nouveau K avec mes
Résultats ci dessus et je me retrouve avec une équation du second degré (je cherche à trouver Xf ou Xfinale):
80Xf²-7,4Xf+1,6.10^-3=0

Je tombe sur deux résultats:
S1= 2,22.10^-3
S2= 9,00.10^-2

La correction de mon livre ne prend que en compte S1 et ''zappe'' S2
Voici (enfin) ma question: pourquoi la valeur pour Xf est égale à S1 et non a S2?
Je n'arrive pas à comprendre.
Merci

Posté par
grievous
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 21:10

Peut être me suis je trompé dans l'équation du seconde degré?

Posté par
Marc35
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 21:35

Bonsoir,
De même que [Fe3+] = Xf / V ,  [Ag+] = (0,01-Xf) / V et non pas [Ag+] = (0,01-Xf) V et [Fe2+] = (0,02-Xf) / V et non pas [Fe2+] = (0,02-Xf) V .

Posté par
grievous
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 21:53

oui très juste j'ai oublié de mettre "/" j'ai tapé trop vite
Et concernant mes deux résultats de l'équation du second degré, pourquoi mon livre ne prend en compte que S1 et non S2?

Posté par
Marc35
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:03

Je ne suis pas d'accord avec l'équation du second degré

Posté par
grievous
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:18

où est mon erreur donc?

Posté par
coriolan
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:37

Comme le dis Marc ,revois ton équation.
Les deux solutions "mathématiques" sont
x1=  2.2.10-3  mol  
x2=9.10-2  mol

il faut ensuite vérifier si ces valeurs "chimiquement" une signification.
x2 est à rejeter car n(Ag+)final =0,01-0,09 <0 .On ne peut pas trouver une qté de matière négative.
Dans ce type de problème ,il est utile de reporter la valeur possible (ici x1)dans l'expression de K afin de retrouver la valeur de K (tout au moins approchée ,compte tenu des valeurs arrondies  éventuellement utilisées)
avec x=2,23.10-3 on retrouve bien K=3,2

Posté par
coriolan
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:41

on doit avoir (après simplification par V)

K= x*V/{(0,01-x)(0,02-x)}
soit
x2- 0,0925x +2.10-4=0

Posté par
coriolan
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:43

Citation :
Dans ce type de problème ,il est utile de reporter la valeur possible (ici x1)dans l'expression de K afin de retrouver la valeur de K (tout au moins approchée ,compte tenu des valeurs arrondies  éventuellement utilisées)


j'ai oublié de préciser  :"à titre de vérification".....

Posté par
Marc35
re : Avancement final et solution equation second degré 24-10-12 à 22:52

\Large \frac{\frac{X_f}{V}}{\frac{0,01-X_f}{V}\,\frac{0,02-X_f}{V}}\,=\,K

\Large \frac{V\,X_f}{(0,01-X_f)\,(0,02-X_f)}\,=\,3,2

\Large V\,X_f\,=\,3,2\,(0,01-X_f)\,(0,02-X_f)

\Large V\,X_f\,=\,3,2\,(2.10^{-4}-0,03\,X_f+X_f^2)
V\,=\,0,100+0,100\,=\,0,200\,\,L
Donc :
\large 0,200\,X_f\,=\,6,4.10^{-4}-9,6.10^{-2}\,X_f+3,2\,X_f^2
\large 3,2\,X_f^2\,-\,(9,6.10^{-2}+0,2)\,X_f\,+\,6,4.10^{-4}\,=\,0

Et finalement, j'avais fait un erreur de calcul et tes résultats sont bons...
On part de 0,01 mol de Ag+ et 0,02 mol de Fe2+
et on obtient S1 = 0,00222 mol et S2 = 0,0900 mol.
S2 est plus grand que les quantités initiales donc ce n'est pas possible.

Posté par
grievous
re : Avancement final et solution equation second degré 25-10-12 à 21:55

ah oui évidemment je ne peux pas trouver un X final plus grand encore que ma quantité de matière initial !
merci a tous pour vos conseilles.



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