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Chimie Minerale

Posté par
Elikids 08-08-11 à 02:12

Bonjour !
J'ai ardemment besoin de votre aide sur cet exercice ! Je me suis creusé la tête juste pour donner ce résultat médiocre :'( .

Exercice :
On dispose d'une solution de Nitrate de Potassium KNO a 0.5 mol/l, d'une solution de nitrate de calcium Ca(NO2)2 a 0.8mol/l d'une solution de chlorure de Potassium a 1 mol/l et de chlorure magnésium cristallise de formule MgCl2,6H2O. On souhaite prepare 1l de solution contenant les ions Mg2+, Ca2+, K+, NO3- et Cl-.
tels que : [Mg2+]= 0,2 mol/l ; [NO3-]=0,25 mol/l;
[Ca2+]=0,25 mol/l ; [K+]=0,2 mol/l .

I)Écrire  les équations de dissolution dans l'eau du Nitrate de Potassium, du nitrate de Calcium, du Chlorure de Potassium et du chlorure de magnésium .
II) Déterminez les volumes des solutions et la masse du chlorure de magnésium a mélanger pour préparer cette solution que l'on complète a 1l avec de l'eau distillé.

Résolution
I)  

       H2O
1) KNO ---------> K+ + NO-
    n1                n1        n1

                            H2O
2) Ca(NO2)2---------> Ca2+ + 2NO2-
     n2                        n2                  2n2
  
        H2O
3) KCl------------> K+ + Cl-
    n3    n3    n3
                    
                  H2O
4) MgCl2------->  Mg2++2Cl-+6H2O

II) C'est ici que se trouve mon problème :
J'ai évité de détailler et fait directement les calculs.

V=n/C                
n=C'VT  ===> V=C'VT/C
                      

* VCa(NO2)2= Ca2+x 1/ [Ca(NO2)2] = 0.125l

* V(KNO)= VT[NO3-]-2n2x1/[KNO]
                                                             avec 2n2=n(Ca2+x2
                                                                                =0,2 mol/l
  V(KNO)=0,1 l

*V(KCl)= VT[K]-n1/[KCl] x 1 = 0,15 l

* Masse du chlorure de magnesium : ???

Posté par
Elikidsre : Chimie Minerale 08-08-11 à 02:14

Merci d'avance pour toutes vos suggestions et réponses

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 08-08-11 à 10:30

Salut,

1. OUI !
attention le nitrate c'est NO3-
il n'est pas nécessaire de préciser H2O

2. Comme tu l'as indiqué, il faut utiliser les équations en faisant attention aux coefficients stoechiométriques.

Néanmoins, il faut détailler tout ce que tu fais pour ce genre d'exercices !

Je te demanderai donc pour chaque solution initiale
[K+]1 =
[NO3-]1 =
[Ca2+]2 =
[NO2-]2 =
[Cl-]3 =
[K+]3 =

et on appellera
C1 la concentration de la solution 1
C2 celle de la solution 2
C3 celle de la solution 3

Posté par
Elikidsre : Chimie Minerale 08-08-11 à 16:00

Merci pour la rapidité de la réponse ! :
Il est vrai que le nitrate est NO_3^-, mais alors pour équilibrer les charges dans la première solution mettre NO^- n'est pas tout a fait correct ? D'ailleurs commence est ce possible que pour le Nitrate il ait : NO^-;NO_3^-;NO_2^- ? \\

Donc on a :

[Ca^{2+}]_2= 0,1 mol/l

[NO^{3-}]=0,25mol/l
[NO_2^-]_2=\frac{2n_2}{V_T}= \frac{n(Ca^{2+})\times2}{1} = \frac{{0,1\times2}\1}{1}=0,2 mol/l
[NO^-]=[NO_3^-]-[NO_2^-]=0,25-0,2= 5.10^{-2}mol/l

[K^+]_1= \frac{n_(NO^-)}{V_T} = \frac{5.10^{-2}\times1}{1} = 5.10^{-2}mol/l
[K^+]_3=[K^+]-[K^+]_1 = 0,2-5.10^{-2} = 0,15mol/l

[Mg^{2+}]=0,2mol/l

[Cl^-]_3=\frac{n_(K^+_1)}{V_T}=\frac{0,15\times1}{1}=0,15mol/l

Par la on pourrait maintenant résoudre de cette façon :

V\frac{C'V_T}{C}=\left\lbrace\begin{array}l V=\frac{n}{C}\\n=C'.V_T\end{array}
    
*V_{(Ca(NO_2)_2)}=\frac{[Ca^2+]_2 \times V_T}{[Ca(NO_2)_2]}=\frac{0,1\times1}{0,8}=0,125l

*V_{(KNO)}=\frac{[K^+]_1 \times V_T}{[KNO]}=\frac{5.10^{-2}\times1}{0,5}=0,1

*V_{(KCl)}=\frac{[K^+]_3 \times V_T}{[KCl]}=\frac{0,15\times1}{1}=0,15l

*
M_{(MgCl_2,6H_2O)= M_{Mg}+2M_{Cl}+12M_H+6M_O\\                   =24,3+2\times35,5+12\times1+6\times16\\M_{(MgCl_2,6H_2O)=203,3g/mol \\

m_{(MgCl_2,6H_2O)}={M_{(MgCl_2,6H_2O)}\times{[Mg^{2+}].V_T}\\m_{(MgCl_2,6H_2O)}={203,3\times0,2}\times1\\m_{(MgCl_2,6H_2O)}=40,66g

Maintenant la dissolution de MgCl_2,6H_2O se produit sans variation du volume de la solution .

Voila ! Enfin j'espère que c'est juste^^.

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 09-08-11 à 11:53

Attention, tu te compliques la vie pour rien.

L'ion nitrate est NO3-

D'où
* solution 1 : (K+ + NO3-)
* solution 2 : (Ca2+ + 2NO3-)
* solution 3 : (K+ + Cl-)

Je regarde maintenant tes calculs mais il y aura un pb car il n'y a pas de NO- et NO2- !

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 09-08-11 à 12:08

Voici ce que je trouve :

NO3- est apporté par les solution 1 et 2

\boxed{[NO-3^-]=\frac{C_1.V_1}{Vtot}+\frac{2.C_2.V_2}{Vtot}=0,25 mol/L} (1)

Ca2+ est uniquement apporté par la solution 2

\boxed{[Ca^{2+}]=\frac{C_2.V_2}{Vtot}=0,25mol/L} (2)

K+ est apporté par les solutions 1 et 3

\boxed{[K^+]=\frac{C_1.V_1}{Vtot}+\frac{C_3.V_3}{Vtot}=0,20 mol/L} (3)

\boxed{m(MgCl_2,6H_2O) = [Mg2+].M(MgCl_2,6H_2O).Vtot} (4)

avec Vtot = 1 L


Tu remarqueras que tu peux résoudre directement les équations (4) et (2) pour avoir V2 et m(...)

Ensuite, les volumes V3 et V1 se trouvent en résolvant le système formé par les équations (1) et (3) (tu connais V2 en l'ayant calculé avant).

Voili voilou, tu comprends ?

Posté par
Elikidsre : Chimie Minerale 10-08-11 à 00:54

Merci encore pour vos réponses !

Je comprends votre démarche sans problème , et au moins je sais maintenant qu'il n'y a pas de NO_2^- ou NO^-. Mais pouvez vous m'expliquer cette équation ?
Ca(NO2)2 donne (Ca2+ + 2NO3-)
KNO donne (K+ + NO3-), ça veut dire qu'on équilibrer le nombre d'atomes ?

Et pourquoi calculer ce qui avait été déjà donné dans l'énonce de l'exercice ?
[Mg2+]= 0,2 mol/l ; [NO3-]=0,25 mol/l;
[Ca2+]=0,25 mol/l ; [K+]=0,2 mol/l

Et apparemment j'ai du faire une confusion ! J'ai calculer le volume initiale de chaque solution de départ et non celui des solutions obtenues ! Ou me trompe je encore ?

Les volumes V_3 et V_2 a calculer sont les volumes de ions en présence dans la solution obtenues ?

Pardonnez hihi de vous déranger avec toutes ces questions ^^

Posté par
Elikidsre : Chimie Minerale 10-08-11 à 00:57

Edit : les volumesV_3etV_2sont il le volumes des ions présents dans la solutions obtenues ?

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 10-08-11 à 11:02

Hello,

comme je l'ai dit, l'ion nitrate est NO3-

donc les équation de dissolution sont :

KNO_3 = K^+ + NO_3^-

Ca(NO_3)_2 = Ca^{2+} + 2NO_3^-

Attention, dans les 4 équations brutes, je n'ai pas recalculé les concentration mais je les ai rappelé.

Il faut déterminer maintenant V1, V2 et V3 à partir d'elles (ainsi que m(MgCl2,6H2O))

Posté par
Elikidsre : Chimie Minerale 15-08-11 à 16:20

Excusez pour le retard de la réponse ! (problème de connexion)

Je viens de passer par votre méthode et il est vrai que je gagne en temps et en simplicité ! En fait c'était le volume des ions a calculer dans les solutions .
Merci pour votre aide et de m'avoir éclairé sur le nitrate et ses équations !

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 15-08-11 à 17:38

Je t'en prie.

C'est ça qui est formidable dans les sciences : plusieurs méthodes pour un même résultat !

A une prochaine fois

Posté par
Barbidouxre : Chimie Minerale 16-08-11 à 18:15

Exercice :
On dispose d'une solution de Nitrate de Potassium KNO3 a 0.5 mol/l, d'une solution de nitrate de calcium Ca(NO3)2 a 0.8mol/l d'une solution de chlorure de Potassium a 1 mol/l et de chlorure magnésium cristallise de formule MgCl2,6H2O. On souhaite prepare 1l de solution contenant les ions Mg2+, Ca2+, K+, NO3- et Cl-.
tels que : [Mg2+]= 0,2 mol/l ; [NO3-]=0,25 mol/l; [Ca2+]=0,25 mol/l ; [K+]=0,2 mol/l .
-----------------------------
Selon moi l'énoncé de cet exercice n'est pas cohérent, car il n'est pas possible, en utilisant une solution mère de nitrate de calcium Ca(NO3)2, que la concentration finale de la solution fille en ion NO3^(-) soit telle que [Ca^(2+)]=[NO3^(-)]=0,25 mol/l.

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 17-08-11 à 10:06

Salut Barbidoux

Oui je m'étais posé la question ...

De toute façon c'est la méthode qui m'intéresse. L'application numérique peut-être reprise en cas d'erreur de l'énnoncé.

Posté par
Barbidouxre : Chimie Minerale 17-08-11 à 14:02

Exercice :
On dispose d'une solution de Nitrate de Potassium KNO3 a 0.5 mol/l, d'une solution de nitrate de calcium Ca(NO3)2 a 0.8mol/l d'une solution de chlorure de Potassium a 1 mol/l et de chlorure magnésium cristallise de formule MgCl2,6H2O. On souhaite prepare 1l de solution contenant les ions Mg2+, Ca2+, K+, NO3- et Cl-.
tels que : [Mg2+]= 0,2 mol/l ; [NO3-]=0,25 mol/l; [Ca2+]=0,25 mol/l ; [K+]=0,2 mol/l .
-----------------------------
Salut Gbm

Pour les problèmes de dilutions, lorsqu'il ne se produit pas de réaction chimique lors de la dilution, il est souvent pratique et élégant d'utiliser le facteur de dilution. Ce facteur f est le rapport entre le volume final Vf d'une solution après dilution et son volume initial Vi. C'est aussi le rapport de la concentration initiale Ci de la solution avant dilution et de sa concentration finale Cf après dilution.

f=Vf/Vi=Ci/Cf

Dans le cas où l'on ne tient pas compte de la donnée  [NO3^(-)]=0,25 mol/l (forcément erronée de l'énoncé) la résolution de cet exercice s'effectue en utilisant les facteurs de dilution. On peut dresser le tableau suivant

Ion  ..........[] sol mère.......[]sol fille......facteur dilution
Ca^(2+)........0.8...............0.25..........0.8/0.25=3.2
K^(+)..........0.5................0.2...........0.5/0.2=2.5
Mg^(2+)...........................0.2

Préparation de la solution
On introduit dans une fiole jaugée de un litre propre un volume V1=1000/3.2=312.5 cm^3 d'une solution de nitrate de calcium Ca(NO3)2 a 0.8mol/l et un volume V2= 1000/2,5=400  cm^3 d'une solution de Nitrate de Potassium KNO3 a 0.5 mol/l et 0,2 mol de  MgCl2,6H2O soit 0.2*M(MgCl2,6H2O)=0.2*203.31=40,662 g de MgCl2,6H2O solide. On agite jusqu'à complète disparition du MgCl2,6H2O solide et l'on complète jusqu'au trait de jauge avec de l'eau déionise. On homogénéise la solution.

Concentration des différents ions en solutions :
[Ca^(2+)]=0.25 mol/L
[K^(+)]=0.2 mol/L
[Mg^(2+)]=0.2 mol/L
[NO3^(-)]=2*[Ca^(2+)]+[K^(+)]=0.7 mol/L
[Cl^(-)]=[K^(+)]+2*[Mg^(2+)]=0.6 mol/L

Posté par
gbm Webmasterre : Chimie Minerale 17-08-11 à 23:29

Oui, pas mal comme méthode !

J'avoue ne jamais utiliser cette méthode. Je tâcherai de m'en souvenir.


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