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concentrations ioniques problème

Posté par
nanaB
16-06-19 à 14:26

Bonjour,

Je bloque sur ce problème en chimie, pourriez-vous m'aider s'ils vous plait?

On met en solution  1 mole de sulfate de sodium, 1 mole de sulfate de baryum et une demi-mole de sulfate d'aluminium dans dix litres d'eau. Les concentrations respectives en cations et en anions sont de :
A) 5 M et 2,5 M
B) 0,5M et 0,25M
C) 0,4M et 0,35M
D) 3M et 3,5M
E) 0,05M  et 0,025M
F) La réponse n'est pas présente

Voici mon développement :

Na2SO4 = 2Na+ (aq)  +  SO4 2- (aq)
n = 1mol      n = 2mol           n = 1mol
C = [0,1M]  C = [0,2M]       C = [0,1M]


BaSO4  =  Ba2+ (aq)     +     SO4 2- (aq)
n=1mol       n=1mol                 n=1mol
C=[0,1M]    C=[0,1M]             C=[0,1M]


1/2 Al2(SO4)3  =  2Al3+ (aq)     +    3SO4 2- (aq)
n= 0,5 mol
C= [0,05M]               C= [0,2M]           C=[0,3M]

Ensuite, j'ai additionné les concentrations des cations et celles des anions et j'ai trouvé :
[cations] = 0,5M
[anions] = 0,5M

Mais tout ça pour finalement se rendre compte que ma réponse n'est meme pas proposée dans les choix.

Merci

Posté par
odbugt1
re : concentrations ioniques problème 16-06-19 à 15:29

Bonjour,

Pour la solution de Na2SO4 :
n(Na+) = 2mol
n(SO42-) = 1mol

Pour la solution de BaSO4 :
n(Ba2+) = 1mol
n'(SO42-) = 1mol

Pour la solution de Al2(SO4)3 :
n(Al3+) = 1 mol
n''(SO42-) = 1,5 mol

Quantité totale de cations dans le mélange : 2 + 1 + 1 = 4 mol
Quantité totale de d'anions dans le mélange : 1 + 1 + 1,5 = 3,5 mol

Concentration en cations dans le mélange : 4/10 = 0,4 mol/L
Concentration en anions dans le mélange : 3.5/10 = 0,35 mol/L
Ces résultats correspondent à la proposition C

Posté par
nanaB
re : concentrations ioniques problème 16-06-19 à 17:11

Ah oui, merci.
Mais juste une question alors : afin de déterminer les quantités de matière, comment ça fonctionne les rapports stoechiométriques dans ce cas?
Par exemple pour Al2(SO4)3.
Al2(SO4)3 = 2Al 3+ (aq)   +  3SO 4- (aq)

On a 0,5 mol de Al2(SO4)3. Comment faut-il déterminer les quantités de matières des ions?
si   0,5 mol --> Al2(SO4)3 , alors pour 2 Al 3+ (aq) il faut faire la règle de trois?

Posté par
odbugt1
re : concentrations ioniques problème 16-06-19 à 17:34

Les quantités de matières du solide qui se dissout et des ions obtenus par cette dissolution sont proportionnels aux coefficients stœchiométriques de l'équation de dissolution :

 \dfrac{n(Al_2(SO_4)_3)}{1} =  \dfrac{n(Al^{3+})}{2} =  \dfrac{n(SO_4^{2-})}{3}

Donc ici : n(Al3+) = 2 * n(Al2(SO4)3) = 2 * 0,5 = 1mol
et n(SO42-) = 3 * n(Al2(SO4)3) = 3 * 0,5 = 1,5 mol

Cette proportionnalité est en effet encore appelée "règle de trois" ou "produits en croix .... à l'école primaire !

Posté par
nanaB
re : concentrations ioniques problème 16-06-19 à 21:05

Je pense que je confonds le terme de "coefficient stoechiométrique" avec ici comme exemple "quantité de matière".
Ici par exemple, on peut dire que l'ion aluminium a un coefficient stoechiométrique qui vaut 1 et une quantité de matière qui vaut 1 mol?  

Posté par
odbugt1
re : concentrations ioniques problème 17-06-19 à 00:32

Le coefficient stœchiométrique est un nombre sans unité qui se rapporte à une équation chimique.

Pour l'équation :
Al2(SO4)3 = 2Al3+  + 3 SO42-

Les coefficients stœchiométriques sont :
1 (qui est sous entendu) pour Al2(SO4)3
2 pour Al3+
3 pour SO42-


Une quantité de matière est un nombre de moles ( donc avec une unité ) qui ne dépend pas d'une équation chimique

Posté par
nanaB
re : concentrations ioniques problème 17-06-19 à 10:34

D'accord, merci !

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