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Exercice tale physique contamination au plomb
Bonjour alors voila je bug sur un exercice de physique niveau terminale . Voici l énoncé
Lorsqu?il est ingéré l?élément plomb Pb a des effets graves sur le système nerveux central et sur le système digestif. Aussi l?eau potable ne doit-elle pas contenir plus de 50 mg d?ions plomb (II) Pb^(2+) par litre d?eau. Les ions plomb peuvent réagir avec les ions sulfate SO42-présent également dans les eaux. La transformation est modélisée par deux réactions opposées . L?équation s?écrit :
Pb^(2+) +SO42- <?> PbSO4
1. Calculer les concentration maximales en quantité de matière en ions plomb et sulfate qu?une eau peut contenir pour être qualifié de potable
2. Calculer le quotient de réaction associé à l?équation
3. À 25° comparer les valeurs du quotient de réaction à l?état initial à la constante d?équilibre K
4. Est-il envisageable d?éliminer les ions plomb par précipitation du sulfate de plomb
DONNÉES :
M(Pb) : 207 g.mol-1
M(SO42-): 96,1 g.mol-1
K a 25 degrés C : 1,6e-3
Concentration maximale autorisée en ion sulfate SO42- dans une eau potable est égale à 250 mg.L-1
Voilà donc je bug a la question 1 , parce que je dispose de la masse de Pb2+ et de la masse molaire de Pb donc je peux calculer la quantité de matière avec n=m/M . Mais après je ne sais pas quoi faire car je n?ai pas de volume .
Ce serait aimable de m?aider mercii .
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Bonjour
Ce que l'énoncé appelle K est sans doute le produit de solubilité : la constante d'équilibre de la réaction de dissolution du solide. Il faut ainsi faire un tableau d'avancement...
Pour la question 1 : on ne te fournit pas la masse maximale de plomb mais la masse de plomb par litre de solution, c'est à dire la concentration massique maximale.
D'accord si j ai bien compris pour la 1 ( soit Cm la concentration massique et C la concentration en quantité de matière ) on a :
Cm=m/v Et C=n/v Et n= m/M donc C=m/(M*v) or m/v = Cm donc C = Cm/M
Donc C(Pb^2+)= (50e-3)/207=2.41e-4 mol.L-1
Et C(SO42-) = (250e-3)/96.1=2.6e-3 mol.L-1
D'accord merci mais j ai un problème à la question 2 pour calculer le quotient de réaction ( comme les produits sont des solides ) je fais 1/ ([Pb2+]*[So42-]) cad 1/(2.41e-4*2.6e-3) mais j boîtiers 1.6 *10^6 . C est normale d obtenir un résultat si grand et si éloigné de la constante d équilibre ?
Logique d'obtenir un quotient de réaction très grand devant 1. Les concentrations en ions apparaissent au dénominateur et sont toutes les deux très petites devant 1mol/L.
En math :
si |x|<<1, .
Ok merci c est donc normal d avoir un quotient de réaction aussi important . Ensuite pr la question 3 je ne crois pas que je dois prendre le quotient de réaction trouvé à la 2 puisque à la 2 j ai calculé avec les concentrations maximales or à la 3 on me demande de comparer le quotient de réaction (Qr) a l état initial , soit avec les concentrations initiales . J'ai essayé de faire un tableau d avancement mais bon je suis perdue .
Ton énoncé n'est pas très clair. je pense que l'état initial correspond à une eau à la limite de la potabilité : les concentrations initiales à prendre en compte sont les deux concentrations que tu as calculées précédemment. La valeur de la constante d'équilibre fournie est également fausse. Pour le sulfate de plomb, les tables thermodynamique indique un produit de solubilité de 1,6.10-8 et non 1,6.10-3. Le produit de solubilité est la constate d'équilibre de la réaction écrite dans le sens de la dissolution du solide. La constante d'équilibre de la réaction étudiée ici est donc son inverse :
K=(1,6.10-3)-1 = 6,2.107
En effet, la réaction que tu étudies a pour sens direct celui de la précipitation.
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