Bonsoir, pourriez vous m'aider à faire et surtout (surtout) à comprendre cet exercice de chimie?
Merci pour cela d'être clair et précis afin que je comprenne au mieux
Guy décide de fabriquer une solution d'ions thiocyanatoferrate, Fe(SCN)2+(de couleur rouge sang). Il se met alors à préparer des solutions contenant les réactifs necessaires.
1)Il prépare d'abord, par dissolution de chlorure ferrique, une solution S1 de concentration c1=1,00mol/L. Cette solution contient des ions chlorure Cl- et des ions fer III Fe3+.
a)Déterminer la formule statistique de chlorure ferrique.
b)Déterminer la masse de solide à dissoudre pour obtenir V1=100mL de solution S1.
c)Rédiger un protocole chiffré de la dissolution.
2)Il prépare ensuite, par dilution d'une solution S0 de thiocyanate de potassium (KSCN) de concentration c0=5,00mol/L, un volume V2=0,500 L d'une solution S2 de concentration c2= 0,200mol/L
a)Rédiger un protocole chiffré de la dilution.
b)La solubilité du thiocyanate de potassium dans l'eau à 20°C est de 2,17.103g/L. La solution S0 est elle une solution saturée?
3)La réaction formant des ions thiocyanatoferrate de couleur rouge sang est la réaction entre les ions fer III et les ions thiocyanates SCN-. Guy mélange V'1=50,0mL de solution S1 et V'2=50,0mL de solution S2. Déterminer la concentration en ions thiocynatoferrate de la soltion obtenue.
Données des masses molaire en g/mol des éléments:
M(carbone)=12,0
M(azote)=14,0
M(soufre)=32,1
M(chlore)=35,5
M(potassium)=39,1
M(fer)=55,8
1)a)on ne connait pas la formule du chlorure ferrique donc comment déterminer sa formule statistique? Il faut la savoir par coeur?
b)...
c)je ne sais pas comment faire
2)a)idem
b)qu'est ce que la solubilité?
3)........
merci d'avance de m'aider, j'aimerais tout comprendre et savoir le refaire sans difficulté .. mais j'ai beau cherché..
1)a)on ne connaît pas la formule du chlorure ferrique donc comment déterminer sa formule statistique? Il faut la savoir par cœur?
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1)Il prépare d'abord, par dissolution de chlorure ferrique, une solution S1 de concentration c1=1,00 mol/L. Cette solution contient des ions chlorure Cl- et des ions fer III Fe3+.
La solution est électriquement neutre [Cl^(-)]=3*[Fe^(3+)] a été obtenue par dissolution du chlorure ferrique alors pour obtenir
? ---> Fe^(3+)+3*Cl^(-) il faut donc que le chlorure ferrique ait pour formule FeCl3
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b)...
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Quantité de matière nécessaire n(FeCl3)=C*V=1*0,1=0,1 mol. masse de chlorure ferrique m(FeCl3) =n(FeCl3)*M(FeCl3)
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c)je ne sais pas comment faire
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Prendre une fiole jaugée propre de 100 mL la remplir à moitié d'une solution 2 ou 3 fois molaire d'acide chlorhydrique (le chlorure ferrique n'est soluble que dans les solution très acides) y introduire la masse m(FeCl3) et agiter jusqu'à sa dissolution complète. Ajouter la solution d'acide jusqu'au trait de jauge et homogénéiser la solution.
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2)a)idem
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Solution mère de concentration c0=5,00 mol/l solution fille de concentration c1=0,200 mol/L facteur de dilution f=5/0,2=25.
Prendre une fiole jaugée propre de 500 mL la remplir de 500/25=20 mL de la solution mère. Ajouter de l'eau déionisée jusqu'au trait de jauge et homogénéiser la solution fille obtenue.
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b)qu'est ce que la solubilité?
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concentration maximale d'un composé dissous (concentration de saturation).
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M(KSCN)=97,2 g/mol
2,17*10^3 g/L=(2,17*10^3/97,2)=22,32 mol/L
La solution S0 est loin d'être saturée
3)........
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Réaction :
.............Fe^(III)+ 2*SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
t=0..........(a)..........(b).............(0)
t...........(a-x).......(b-2*x)...........(x)
où a est la concentration de l'espèce Fe(III), b celle de l'ion SCN^(-) et x l'avancement volumique.
Le facteur de dilution des chaque solution étant de 2, il s'en suit que a=[Fe^(III)]=C1/2=0,5mol/L et b=[SCN^(-)]=C2/2=0,100 mol/L
La réaction est supposé non inversible (totale) et l'avancement final est égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réatifs s'il sont initialement présents en solution dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où a>b/2 ==> xmax=b/2
.............Fe^(III)+ 2*SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
tfin..........(a-b/2)......(0)...........(b/2)
et [Fe(SCN)^(2+)]= b/2=0,100 mol/L
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A vérifier.....
1)a) comment sais tu que la solution est électriquement neutre?
b)je vais le faire
c)
pourquoi à moitié? que veut dire remplir à moitié d'une solution 2 ou 3 fois molaire d'acide chlorhydrique ?
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Lorsque l'on dissout un solide dans un liquide le volume varie et le volume de la solution finale peut être plus grand ou plus petit que le volume de liquide initial. Pour préparer une solution de volume connu contenant un solide de masse m, on procède en deux temps. On dissout le solide dans un volume V1< V de solvant puis une fois le solide totalement dissout (le volume V1 peut varier au cours de cette opération) on porte le volume à V en rajoutant du solvant.
Une fiole jaugée est une fiole dont le volume est garanti à une température T donnée. On la rempli à moitié (mais ceci est très approximatif) pour dissoudre le composé solide puis une fois dissous on complète jusqu'au trait de jauge (trait correspondant au volume garanti de la fiole) pour avoir le volume désiré. En faisant ainsi un est sur que le solide se retrouve bien en totalité dans le volume V fixé.
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On la rempli à moitié d'une solution d'acide chlorhydrique. L'hydroxyde de fer (ou rouille) n'est soluble que dans les solutions très acides. Il est totalement impossible d'obtenir une solution de chlorure ferrique de concentration C=1,0 mol/L par dissolution de chlorure ferrique dans de l'eau.
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b)je ne comprends pas pourquoi tu fais ces calculs..
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pour déterminer la quantité de matière puis la masse de chlorure ferrique qu'il faut dissoudre pour obtenir V1=100mL de solution S1.
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l'équation de réaction est donc Fe^(3+)+ SCN^(-)--->Fe(SCN)^(2+)
plutot non? pourquoi tu rajoutes un 2 devant SCN-?
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Exact je suis allé un peu vite et j'ai confondu l'ion complexe formé (je pensais à FeSCN^(+)). Je modifie la suite en conséquence
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Réaction :
.............Fe^(III)+ SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
t=0..........(a)..........(b).............(0)
t...........(a-x).........(b-x)...........(x)
où a est la concentration de l'espèce Fe(III), b celle de l'ion SCN^(-) et x l'avancement volumique.
Le facteur de dilution des chaque solution étant de 2, il s'en suit que a=[Fe^(III)]=C1/2=0,5mol/L et b=[SCN^(-)]=C2/2=0,100 mol/L
La réaction est supposé non inversible (totale) et l'avancement final est égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réatifs s'il sont initialement présents en solution dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où a>b ==> xmax=b
.............Fe^(III)+ 2*SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
tfin..........(a-b)......(0)...........(b)
et [Fe(SCN)^(2+)]= b=0,100 mol/L
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ensuite je ne comprends pas du tout ce que tu fais, tu n'as pas une manière plus simple d'expliquer comment résoudre la 3) ?
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Si il y a une autre manière mais ce n'est pas plus simple, tu peux passer par les quantité de matière,
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Réaction :
.............Fe^(III)+ SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
t=0..........(c)..........(d).............(0)
t...........(c-x).........(c-x)...........(x)
où c=1*0.05=5*10^(-2) mol est le nombre initial de moles d'ion Fe(III), d=0,2*0.05=10^(-2) mol le nombre de moles d'ion SCN^(-) et x l'avancement.
La réaction est supposé non inversible (totale) et l'avancement final est égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réatifs s'il sont initialement présents en solution dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où c>d ==> xmax=d
.............Fe^(III)+ 2*SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
tfin..........(c-d)......(0)...........(d)
et [Fe(SCN)^(2+)]= d/(v1+v2)=10^(-2)/(0,05+0,05)=10^(-1) =0,100 mol/L
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Mais je ne vois pas comment on peut échapper au tableau d'avancement de la réaction.....
1)b)bientot mon résultat
c)c'est compris
avant reregarder la suite, que signifient ces crochets? [ ]?
1)c) oui mais si tu dissous dans un solvant acide il faudra en tenir compte dans la suite de l'exo ça va changer la soltution V1.
Le chlorure de fer FeCl3, 6 H2O est un composé solide rouge très soluble dans l'eau dans laquelle il se dissocie selon :
FeCl3(s)-> Fe^(3+) (aq) + 3*Cl^(-)
mais l'ion Fe^(3+) produit précipite rapidement avec les ion OH^(-) de l'eau pour donner de l'hydroxyde de fer Fe(OH)3 selon :
Fe^(3+)+3*OH^(-)---> Fe(OH)3(s).
Ceci fait qu'il n'est pas possible de préparer une solution de chlorure ferrique de concentration C=1,0 mol/L par dissolution de chlorure ferrique dans de l'eau. Pour y parvenir il faut acidifier le milieux avec un acide fort (acide chlorhydrique HCl par exemple) et on ne peut préparer une solution aqueuse de chlorure ferrique de concentration C=1,0 mol/L qu'en dissolvant du chlorure ferrique dans une solution fortement acide et cela ne change rien quant à la suite de l'exercice.
1)a)le chlorure a une formule qui est FeCl3 , sa formule statistique est la même non?
b)m de FeCl3solide à dissoudre pour obtenir V1 m=162g , est ce juste?
c)donc en gros qi on dissout du FeCl3 solide dans l'eau ça donne FeCl3 -> Fe^3+ + 3Cl^- mais une fois les ions Fe^3+ apparus il réagissent avec les ions HO^- de l'eau ce qui donne Fe^3+ + 3OH^- -> Fe(OH)3
ça c'est compris mais cependant pourquoi ce phénomène constitue une barrière?
quel protocole chiffré faire donc?
2)et3)en attente
merci
1)a)le chlorure a une formule qui est FeCl3 , sa formule statistique est la même non?
b)m de FeCl3solide à dissoudre pour obtenir V1 m=162g , est ce juste?
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Quantité de matière nécessaire pour préparer obtenir V1=100mL de solution S1 de concentration C=1,0 mol/L ==> n(FeCl3)=C*V=1*0,1=0,1 mol. masse de chlorure ferrique m(FeCl3) =n(FeCl3)*M(FeCl3)=0,1*162,3=16,23 g
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c)donc en gros qi on dissout du FeCl3 solide dans l'eau ça donne FeCl3 -> Fe^3+ + 3Cl^- mais une fois les ions Fe^3+ apparus il réagissent avec les ions HO^- de l'eau ce qui donne Fe^3+ + 3OH^- -> Fe(OH)3
ça c'est compris mais cependant pourquoi ce phénomène constitue une barrière?
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Par ce que les ions Fe^(3+) que tu mets en solution à partir de chlorure ferrique re-précipitent sous forme Fe(OH)3 solide, alors qu'ils ne le font pas si la solution est fortement acide
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quel protocole chiffré faire donc?
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Celui du dessus m(FeCl3)=16,23 g
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2)et3)en attente
1)a)quelle est la formule statistique du chlorure ferrique?
b) oui m=16,2 g (erreur de calcul précedemment)
c)dans cet exercice donne t on de l'importance aux résultats de cette dissolution?
Qu'est ce que ça ferait si on mettait m dans l'eau? il serait impossible d'arriver à c1=1,00mol/L ? pourquoi?
2)a)comment faire?
b)
1)a)quelle est la formule statistique du chlorure ferrique?
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FeCl3
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b) oui m=16,2 g (erreur de calcul précedemment)
c)dans cet exercice donne t on de l'importance aux résultats de cette dissolution?
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Non mais simplement il faut savoir que dans la réalité tu me peux pas préparer cette solution ainsi
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Qu'est ce que ça ferait si on mettait m dans l'eau? il serait impossible d'arriver à c1=1,00mol/L ? pourquoi?
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Je te l'ai déjà dit. Si tu mettais m dans de l'eau à pH neutre tu obtiendrais un joli précipité d'hydroxyde de fer Fe(OH)3 et ta solution ne contiendrait pas une concentration en ion Fe(3+) égale à 1,0 mol/L.
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2)a)comment faire?
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Dissoudre m dans de l'eau acidifiée
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b)
Citation :
M(KSCN)=97,2 g/mol
2,17*10^3 g/L=(2,17*10^3/97,2)=22,32 mol/L
La solution S0 est loin d'être saturée
peut tu expliquer pourquoi tu fais ces calculs?
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Pour exprimer en mol/L la concentration de saturation de la solution
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3)
il mélange V1 ET V2 donc dans l'équation il y aura ce qu'il a a dans V1 cad FE^3+ + 3Cl^- et ce qu'il y a dansV2 (d'ailleurs on ne sait pas quoi) non?
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quand tu prépare par dilution une solution de thiocyanate de potassium (KSCN) que l'on écrit d'ailleurs en général (K^(+)+ SCN^(-)) à ton avis qui y a t'il dans la solution ???
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pourquoi tu écris FE^3+ + SCN^- dans les réactifs?
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dans V1 il y a des ions Fe(3+) et Cl^(-)
dans V2 il y a des ions K^(+) et SCN^(-)
Les ions Fe(3+) réagissent avec SCN^(-), les autres ne participent pas à la réaction alors on dit qu'ils "regardent" et ont les dit spectateurs ou indifférents...
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1)a) ok
b)ok
c)mettre m dans une fiole jaugée de 100mL remplie d'acide chlorydrique à moitié. Une fois que le solide est complètement dissous on remplie jusqu'au trait de jauge avec l'acide.
2)a)...
b)donc j'en déduis que pour savoir si une solution est saturée on divise la solubilité par la masse molaire et on regarde si le résultat obtenu est proche de la solubilité ?
3) donc on met dans l'équation que ce qui nous interesse..
b)donc j'en déduis que pour savoir si une solution est saturée on divise la solubilité par la masse molaire et on regarde si le résultat obtenu est proche de la solubilité ?
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Non la concentration de saturation d'une solutions est sa solubilité qui s'exprime soit en g/L soit en mol/L. Lorsque la solubilité est exprimée en g/L il faut diviser la valeur donnée par la masse molaire pour obtenir la solubilité en mol/L.
Une solution est saturée lorsque l'on atteint sa concentration de saturation aussi appelée solubilité.
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3) donc on met dans l'équation que ce qui nous interesse..
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On peut le dire comme cela, en fait dans une réaction chimique on fait intervenir les réactifs et les produits de réactions, les autres espèces qui n'interviennent pas dans la réaction sont dites "spectatrices" ou indifférentes.
b) ici la solubilité est exprimée en g/L donc on divise la valeur donnée 2,17/10^3 g/L par la masse molaire pour mettre la solubilité en mol/L. Pourquoi y mettre en mol/L? Comment sait on si la concentration de saturation/solubilité est atteinte?
3)Fe^3+ + SCN^- -> Fe(SCN)^2+
comment connaitre la quantité de matière de ces deux réactifs?
b) ici la solubilité est exprimée en g/L donc on divise la valeur donnée 2,17/10^3 g/L par la masse molaire pour mettre la solubilité en mol/L. Pourquoi y mettre en mol/L?
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La concentration de la solution de thiocyanate de potassium étant exprimée en mol/L il te faut convertir la solubilté en mol/L pour les comparer
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Comment sait on si la concentration de saturation/solubilité est atteinte?
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Si la concentration de la solution de thiocyanate de potassium exprimée en mol/L est inférieure à la solubilté la solution n'est pas saturée
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3)Fe^3+ + SCN^- -> Fe(SCN)^2+
comment connaitre la quantité de matière de ces deux réactifs?
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On mélange V'1=50,0mL de solution S1 (d'ion Fe^(3+) de concentration c1 et V'2=50,0mL de solution S2 d'ion SCN^(-) de concentration C2 donc
n(Fe^3+)=C1*V'1 et n(SCN^-)=C2*V'2
2)b)
3) moi je fais des tableaux d'avancement avec la quantité de matière
je trouve n(Fe^3+)=n(SCN^-)=1,00.10^-1 mol donc xmax = 1,00.10^-1
donc c (Fe(SCN)^2+) = (1,00.10^-1)/V'1+V'2 = (1,00.10^-1)/5,00.10^-2 = 2,00 mol/L
c'est juste?
merci
Non car on mélange 50mL de S1 (solution d'ion Fe^(3+) de concentration 1,0 mol/L) avec 50 mL de S2 (solution d'ion SCN^(-) de concentration 0,2 mol/L)
Réaction :
.............Fe^(III)+ SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
t=0..........(c)..........(d).............(0)
t...........(c-x).........(c-x)...........(x)
où c=1*0.05=5*10^(-2) mol est le nombre initial de moles d'ion Fe(III), d=0,2*0.05=10^(-2) mol le nombre de moles d'ion SCN^(-) et x l'avancement.
La réaction est supposé non inversible (totale) et l'avancement final est égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réatifs s'il sont initialement présents en solution dans les proportions stœchiométriques de la réaction. On se trouve dans le cas où c>d ==> xmax=d
.............Fe^(III)+ 2*SCN^(-)---> Fe(SCN)^(2+)
tfin..........(c-d)......(0)...........(d)
et [Fe(SCN)^(2+)]= d/(v1+v2)=10^(-2)/(0,05+0,05)=10^(-1) =0,100 mol/L
oui je recommence
n(Fe^3+)=1,00.5,00.10^-2 = 5,00.10^-2 mol ok
n(SCN^-)=0,200.5,00.10^-2 = 1,00.10^-2 mol on ne trouve pas pareil
où est l'erreur?
tu trouves 10^(-2) et moi 1,00.10^-2
10^(-2) ou 1,0*10^(-2) ou 1,00*10^(-2) seule l'incertitude sur le résultat change et comme on ne te demande pas de fournir les résulta avec une incertitude donnée cela n'a pas d'importance...
Citation :
La concentration de la solution de thiocyanate de potassium étant exprimée en mol/L il te faut convertir la solubilté en mol/L pour les comparer
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elle est exprimée en g/L dans l'énnoncé !
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Non c'est la solubilité qui est exprimée en g/L mais pas la concentration d e la solution S2
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pour savoir si la solution est saturée n'y a t il pas un autre moyen?
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Quand tu veux comparer le prix de deux objets et que le prix de l'un est en dollar et l'autre en euro tu fais comment? Et bien tu convertis les prix dans une même monnaie. Là si tu veux comparer la concentration de ta solution à celle d'une solution saturée il faut que ces concentrations soient exprimées dans la même unité...
je comprends que diviser la concentration qui est en mol/L par la masse molaire qui est en g/mol va donner des g/L et donc on pourras comparer avec la solubilité donnée mais je comprends pas la logique de cette action
3) je prends1,00.10^-2 mol
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je comprends que diviser la concentration qui est en mol/L par la masse molaire qui est en g/mol va donner des g/L
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Non tu mélanges...
- diviser la concentration, exprimée en g/L, par la masse molaire permet d'exprimer la concentration en (g/l)/(g/mol)=mol/L et
- multiplier la concentration, exprimée en mol/L, par la masse molaire ermet d'exprimer la concentration en (mol/l)*(g/mol)=g/L
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et donc on pourras comparer avec la solubilité donnée mais je comprends pas la logique de cette action
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Quant à la logique de cette action c'est la même que celle que l'on utilise lorsque l'on veut comparer le prix de deux articles l'un étant exprimé en livre et l'autre en euro... Tu as une autre solution toi, que de convertir les deux prix soit en euro soit en livre, pour savoir lequel est le plus cher ??
oui si tu veux comparer les concentration exprimées en g/L dans ce cas la solution S0 a une concentration de 486 g/L et la concentration de saturation est de 2170 g/L elle est donc loin d'être saturée....
Moi je l'avais fait dans l'autre sens j'avais exprimé la concentration de saturation en mol/L et je l'avais comparée à celle 5,00 mol/L de la solution S0
dac
3)n(FE^3+)=5,00.10^-2 mol
n(SCN^-)=1,00.10^-2 mol
donc xmax = 1,00.10^-2
donc c(Fe(SCN^2+)) = 1,00.10^-2/5,00.10^-2 = 2,00.10^-1 mol/L
c'est juste?
merci de ta patience
non toujours pas, je t'ai dit que V1+V2=0,05+0,05=0,1 L (tu mélange deux volumes de solution de 50 mL chacun)donc
c(Fe(SCN^2+)) = 1,00.10^-2/(10*.10^-2) = 1,00.10^-1 mol/L
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