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Niveau maths sup
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Recherchee d'explication sur la complexation

Posté par
Heloise22
21-04-16 à 14:11

Bonjour! Je suis en révision pour mon ds de chimie.  Je fais un exercice sur la complexation cependant en essayant de le faire et en regardant la correction je ne comprends pas pourquoi il faut faire cela !
On nous donne l'ion Fe3+ et l'ion oxolate
Première question il fallait donner les formules et noms des trois complexes je n'ai eu aucun probleme cependant pour la deuxième et la 3 eme suestion je ne xomprends pas :
La deuxième question jai l'ion Fe3+ A la concentration 1,0*10-2 mol/L
Et les ions oxolate A 3.0*10-2mol/L
J'ai donc dir qu'il s'agissait de la formation du complexe Fe(C2O4)33- qui se formait en disant que la reaction était totale
Et en trouvant pour avancement 1,0*10-2mol/L
Cependant apres la coreection dir que la reaction qui impose les concentrations à l'équilibre est celle de dissociation de (Fe(C2O4)3)3- en (Fe(C2O4)2 )- + (C2O4)2-  et Ca je ne comprends pas!!
Même raisonnement pour la suestion 3 avec une concentration en ion oxolate de 2,0.10-2 il s'agit donc de la reaction donnant Fe(c2O4)2-
Mais encore une fois on me dit que la reaction qui impose les concentrations à l'équilibre est celle de dissociation de ce complexe en Fe(c2O4)33- + Fe(c2O4)+ et je ne comprends donc pas non plus pourquoi ici cest cette reaction particulière qui devrait imposé les concentrations à l'équilibre ?
Si vous pouviez l'éclaircir

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 16:00

Bonjour
Je n'ai pas en tête les trois constantes successives de formation. Disons simplement que tu as le choix entre deux méthodes :
La méthode "chronologique" qui semble la plus logique :
considérer la formation du complexe Fe(C2O4)+ comme totale
considérer la formation de Fe(C2O4)2- comme totale
considérer la formation de Fe(C2O4)33- comme partielle et donc étudier l'équilibre :

Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}+C_{2}O_{4}^{2-}=Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-}
L'autre méthode, valide seulement parce que le mélange initial est stoechimétrique, consiste à dire qu'il y a d'abord une formation totale de Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-} puis que ce complexe se dissocie partiellement selon la réaction inverse de celle écrite précédemment. Dans les deux cas, tu es amené à étudier le même équilibre, c'est juste l'état initial qui change.
Tu as surement utilisé une méthode analogue en titrage acide base : pour étudier le pH à l'équivalence lors d'un titrage de l'acide éthanoïque par la soude, il est souvent plus simple de considérer qu'à l'équivalence, la solution est une solution d'éthanoate de sodium partiellement dissociée dans l'eau...

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 16:10

Mais alors, comment savoir comment le complexe va se dissocier : je veux dire une fois il se dissocie en MLn-1 +Ln tandis que dans la deuxième question il se dissocie en MLn+1 + Mln-1? Si je ne dis ps de betises

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 16:26

Il faudrait l'énoncé pour donner une réponse très précise... Il s'agit sans doute de réactions prédominantes ou pas... Difficile d'en dire plus sans l'énoncé et surtout les valeurs des différentes constantes d'équilibre...

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 16:34

"L'ion Fe3+ forme avec les ions oxolate trois complexes successifs associés aux constante globale de formation B1= 108 B2 = 1014,3 et B3= 1018,5. Ok négligé les propriétés acido basique de l'ion oxolate
1) donnee la formule et les noms des trois complexes
2 une solution contient initialement des ions Fe3+ à la concentration 1,0*10-2 mol/L et des ions C2O42- A la concentration 3,0*10-2 M
Calculer la valeur de p(c2O42-) = - log(C2O42-)
3 meme suestion si la solution contient initialement des ions Fe3+ à la concentration 1,0*10-2 M
Et des ions C2O42- A la concentration 2,0*10-2 M  est l'énoncé vu les constante de formation je pensais que la reaction ne pouvait être que totale voilà pourquoi je ne comprenais pas la nécessité de passer par une reaction de dissociation dans les deux suestion via des reactions dont je ne comprends même pas pourquoi  ce sont celles ci

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 17:06

Avec un énoncé complet, je vois mieux l'objectif de l'exercice et le raisonnement demandé.  Laisse tomber mon message de 16h00 ; tu ne l'as pas bien compris mais, après tout, on peut s'en passer...
Dans cet exercice, tout est question de mélange initial et de réaction prépondérante. Pour alléger l'écriture, je note C1,C2 et C3 les trois complexes selon le nombre de ligands.
Question 2 : Tu mélanges 3 fois plus d'ions oxalate que d'ions fer. La situation est exactement la même que celle obtenu en introduisant dans de l'eau 0,01mol/L du complexe C3. Ce complexe va se dissocier partiellement en C2 qui lui-même va se dissocier partiellement en C1 qui lui-même.... Maintenant, compare les constantes de dissociations correspondantes. Tu vas constater que celle de dissociation de C3 est nettement plus grandes que les autres. La réaction de dissociation de C3 est donc la réaction prépondérante :

Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-}=Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}+C_{2}O_{4}^{2-}
Il te reste à remplir un tableau d'avancement...
Pour la question 3, tu mélange seulement deux fois plus d'ions oxalate  que d'ions fer. La situation est exactement la même que celle obtenu en introduisant dans de l'eau 0,01mol/L du complexe C2. Tu vas constater que deux réactions de constantes d'équilibre assez proches sont alors possibles :
La dissociation de C2 en C1 :

Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}=Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)^{+}+C_{2}O_{4}^{2-}
et la formation de C3 :

Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}+C_{2}O_{4}^{2-}=Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-}
Le bilan de ces deux réactions pouvant s'écrire :

2Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}=Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)^{+}+Fe\left(C{}_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-}
Tu n'as plus qu'à remplir un tableau d'avancement.
Tu as fait un raisonnement analogue en pH-métrie lorsque tu as calculé le pH d'une espèce amphotère (un ampholyte) comme l'ion hydrogénocarbonate. La réaction prépondérante était :

2HCO_{3}^{-}=CO_{3}^{2-}+H_{2}CO_{3}
(J'ignore ton programme ; je ne suis pas sûr que cette dernière remarque va t'aider...)

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 17:47

Il faut donc raisonnement en terme de melange avec de l'eau (équivalent à mélanger 0,01M dans de l'eau?) sinon merci beaucoup je pense avoir xompris maintenant !

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 18:30

Oui ! Dans le premier cas, tout se passe comme si tu mets dans l'eau du complexe C3 ; dans le second cas, tout se passe comme si tu introduis du complexe C2 dans l'eau.

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 18:34

Et cela a t'il un rapport avec le nombre de ion oxolate des complexes C2 C3 ? ou il faut toujours se ramene A 0,01 mol/L( car ici on était A 10-2?)ou 1 ou 0,1??
(Cest vrai que le lien avec l'eau je n'arrive pas forcément à la fzire

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 18:41

Citation :
Et cela a t'il un rapport avec le nombre de ion oxolate des complexes C2 C3

J'ai expliqué mes notations dans le message d'avant ! Sans avoir compris ces notations, tu ne peux pas comprendre grand chose...
Pour être tout à fait clair :

\begin{cases}
 \\ C1\;:\;Fe(C_{2}O_{4})^{+}\\
 \\ C2\;:\;Fe\left(C_{2}O_{4}\right)_{2}^{-}\\
 \\ C3\;:\;Fe\left(C_{2}O_{4}\right)_{3}^{3-}
 \\ \end{cases}

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 18:44

Oui jai du mal m'exprimer je veux dire pour C3 on A divise par 3 la concentration dans de l'eau et pour C2 par deux donc si Par exemple on avait C2 A une concentration de 3.10-2 fzudrait il se ramener à 0,01 ou à la concentration divise par 2 ?

Posté par
vanoise
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 19:01

Ta question n'est pas très claire : on obtient une solution de C2 en mélangeant deux fois plus d'ions oxalate que d'ions fer ; on obtient une solution de C3 en mélangeant  trois fois plus d'ions oxalate que d'ions fer.
La concentration de la solution (en général notée c) est la quantité introduite par litre de l'ion affecté du coefficient 1 dans la formule brute, donc ici c désigne la quantité d'ions fer introduits par litre.
Exemple : une solution de C2 à 0,03mol/L s'obtiendrait en introduisant 0,03mol/L d'ions fer et 0,06mol/L d'ions oxalate. Tu fait alors ton tableau d'avancement en tenant compte de ces deux concentrations...

Posté par
Heloise22
re : Recherchee d'explication sur la complexation 21-04-16 à 19:19

Daccord jai xompris maintenant merci!



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