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Solubilité et complexation

Posté par
rebecca
22-11-17 à 12:45

Bonjour tous le monde

J'ai un examen de chimie général qui porte sur la solubilité et les complexations cette semaine. J'ai voulu m'entraîner sur un ancien sujet mais nous n'avons pas de corrigé. Pourriez-vous m'aider s'il vous plaît ?
Le sujet commence ainsi :

Exo1

1/ Calculer la solubilité du chlorure d'argent dans l'eau.

2/ On ajoute v1 = 100 mL d'acide chlorhydrique (acide fort) de concentration c1 = 5.10-2
mol.L-1 à v2 = 900 mL de solution saturée de chlorure d'argent. Calculer le pH du mélange et
la masse de précipité formé.

3/ En présence d'ammoniac, on note la formation d'un précipité [Ag(NH3)2]
+
. Donnez le nom
de ce composé.

4/ Déterminer le volume de solution d'ammoniac à c3 = 5 mol.L-1 qu'il faut ajouter à 1 L de
solution saturée de chlorure d'argent en présence de 5.10-2 mol de précipité pour le dissoudre
complètement.

Données : pKs(AgCl) = 9.75 ;pKa(NH4
+/NH3) = 9.2 ; log Kf ([Ag(NH3)2]+) = 7.2 ;
M(AgCl)= 143.32 g.mol-1
                    ******************

1/ ici  j'ai pu trouver S= 1,33x10^-5 mol/L  grâce au Ks de AgCl

2/ Vtotal just 900+100 = 1000ml

HCL = H+   +  Cl-
c1            0            0
0            c1       c1 +s

Ce qui réagit en même temps :
AgCl = Ag+       +      Cl-
c2               0                    0
c2-s            s                   c1 +s
J'ai donc cherché la concentration de HCl pour trouver H+ et trouver le pH.

[H+] = 5,0 x10^-3 mol/L  d'où pH= - log [H+] = 2,3
Pour la masse j'ai trouvé m(AgCl) = 1.9 mg

En effet on a cherché le n(AgCl) = s(AgCl) x Vtotal x Magcl=
1.33x10^-5 x 1000 ml x 143,32
= 1,9x 10^-3 g

Mon amie a d'abord calculé  la nouvelle solubilité s' de AgCl avec (c2-s')  et à trouvé s' = 3,56x10^-8 mol/L
avant de calculer la masse :
(s-s') x Vtotal x M(AgCl) = m(AgCl)

On a trouvé la masse finale.

3) ion Diammine Argent I

4) Je n'ai pas du tout compris cette question, pouvez vous m'aider ?
J'ai chercher le Ks de Ag(NH3) 2+

Ks= [Ag+] [NH3] ^2  =10^-9.75
      = s' (2s' + c3) ^2
      = s'. (c3 )^2     ici j'ai supposé 2s'<<c3
       D'ou s' = 7,1x10^-21 mol/L

S' = n/V

On cherche le volume du coup j'ai fait : V= n/ s'
      = 5,0x10^-2/ 7,1x10^-12
      =7,04x 10^9 L

Je trouve un volume aberrant !

Merci de votre aide

Posté par
vanoise
re : Solubilité et complexation 22-11-17 à 14:23

Bonjour
D'accord avec ton calcul de solubilité initiale et ton calcul de pH.
Pour la suite : l'ajout d'acide chlorhydrique à la solution saturée de AgCl apporte des ions chlorure à la solution, ce qui favorise la réaction de précipitation.
Je note s=1,33.10-5mol/L, les concentrations en ions argent et en ions chlorure avant le mélange. Tableau d'avancement :

espèces chimiquesH3O+Ag+Cl-AgCl(s)
quantités introduitesc1.V1s.V2C1.V1+s.V20
quantités à l'équilibreC1.V1s.V2-xC1V1+s.V2-xx

A l'équilibre :

\left[Ag^{+}\right]\left[Cl^{-}\right]=\frac{\left(s.V_{2}-x\right)\left(c_{1}.V_{1}+s.V_{2}-x\right)}{\left(V_{1}+V_{2}\right)^{2}}=K_{s}
Ce qui conduit, sauf erreur de calcul de ma part, à x=1,20.10-5mol soit à une masse de précipité formé :
m=x.MAgCl1,71mg
Pour la suite, l'énoncé, tel que tu l'as copié est faux : en présence d'ammoniac, on obtient la formation d'un ions complexe : l'ion diammineargent(I)

Ag^{+}+2NH_{3}=Ag\left(NH_{3}\right)_{2}^{+}\quad K_{f}=10^{7,2}
Cette réaction, en consommant des ions argent, favorise la dissolution du précipité. Il faut donc déterminer la quantité d'ammoniac à ajouter pour dissoudre totalement le précipité, la solution restant saturée.
Je te laisse réfléchir à cela...

Posté par
rebecca
re : Solubilité et complexation 22-11-17 à 17:14

J'ai fais ceci, est ce correct ?

Ag+                     +          2NH3 =         Ag(NH3) 2

5,0x10^-2                         0                             0

5,0x10^-2 - x                0-2x                        x

n(Ag+) = 2n(NH3)

n(NH3)= nAg+ /2  =  5,0x10^-2  /2  = 0.025mol

Avec c3 = 5mol /1L =    5mol/ L

C= n/V
V=n /C = n(NH3) / c3
                 = 0,005 L

Posté par
vanoise
re : Solubilité et complexation 22-11-17 à 17:47

Tu ne tiens pas compte du fait que les 5.10-2mol de chlorure d'argent sont à l'état solide. En toute rigueur, le litre de solution saturée contient à l'état initial 5.10-2mol de chlorure d'argent solide et 1.33.10-5mol de AgCl dissout. On peut négliger la seconde quantité devant la première. La réaction prédominante est ainsi :

AgCl_{(s)}+2NH_{3(aq)}=Ag\left(NH_{3}\right)_{2(aq)}^{+}\qquad K=????
Je te laisse trouver l'expression de K en fonction de Ks et Kf puis faire un tableau d'avancement sachant qu'il ne reste plus de solide à l'état d'équilibre final....

Posté par
rebecca
re : Solubilité et complexation 22-11-17 à 18:21

Merci beaucoup pour votre aide

Posté par
vanoise
re : Solubilité et complexation 22-11-17 à 18:30

L'équation de la réaction n'est pas équilibrée : je complète :

AgCl_{(s)}+2NH_{3(aq)}=Ag\left(NH_{3}\right)_{2(aq)}^{+}+Cl_{(aq)}^{-}\qquad K=????



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