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solutions électrolytiques

Posté par
marion
31-08-11 à 14:15

bonjour
voici mon énoncé : On mélange un volume V1 de solution de chromate de sodium de concentration C1 et un volume V2 d'une solution de nitrate d'argent de concentration C2.

Calculer les quantités de matière de réactifs, ions chromate et ions argent, introduits.

Je ne comprends pas bien ce qu'il faut faire, je n'ai que les volumes, les concentrations et les masse molaires qui me sont donnés..
si quelqu'un pouvait m'aider ca serait gentil

Posté par
oOvinceOo
re : solutions électrolytiques 31-08-11 à 17:12

Un merveilleux exercice de jonglerie avec les expressions littérales !

Il faut commencer par clarifier l'exercice :
- Solution 1 = chromate de sodium => formule du composé ionique : Na2Cr04 (s)
de concentration C1 et de volume V1
- Solution 2 = nitrate d'argent => formule du composé ionique : AgNO3 (s)
de concentration C2 et de volume V2

Poursuivons par l'étude de la solution 1, l'équation de dissolution dans l'eau du composé est la suivante :
Na2Cr04 (s) 2 Na+(aq) + CrO42-(aq)
On peut donc établir une relation entre C1, la concentration en solide apporté et la concentration d'ions sodium [Na+] et d'ions chromate [CrO42-]
Pour 1 mol de chromate de sodium, on a 2 mol d'ions sodium et 1 mol d'ions chromate, donc
C1 = 0,5 [Na+] = [CrO42-]

Pour la solution 2, l'équation est la suivante :
AgNO3 (s) Ag+ (aq) + NO3- (aq).
Ici, on établit de même que C2 = [Ag+] = [NO3-]

Passons maintenant au mélange, on remarque tout d'abord qu'il n'y a aucune réaction possible et qu'aucun ion n'est commun aux deux solutions !
On peut donc récapituler :
[Na+]i = 2 C1
[CrO42-]i = C1
[Ag+]i = C2
[NO3-]i = C2 avec i pour initial

Maintenant, on sait qu'au final f, les concentrations sont les suivantes en prenant l'exemple de l'ion sodium :
On a donc [Na+]= nNa+/V1 = 2 C1 nNa+ = 2 C1 V1
Or après mélange, le volume V de la nouvelle solution vaut V = V1 + V2
d'où [Na+]f = nNa+/V = 2 C1 V1/(V1 + V2)
On démontre de même que :
[CrO42-]f = C1 V1/(V1 + V2)
[Ag+]f = C2 V2/(V1 + V2)
[NO3-]f = C2 V2/(V1 + V2)


Un peu de gymnastique cérébrale comme celle-ci ne fait pas de mal parfois ! =P

Posté par
marion
re : solutions électrolytiques 31-08-11 à 17:38

merci beaucoup! je n'aurai jamais réussi sans ton aide .. merci encore d'avoir pris de ton temps pour m'aider a comprendre

Posté par
Barbidoux
re : solutions électrolytiques 31-08-11 à 18:28

On mélange un volume V1 de solution de chromate de sodium (2Na^(+)+Cr2O7^(2-)) de concentration C1 et un volume V2 d'une solution de nitrate d'argent (Ag^(+)+NO3^(-)) de concentration C2.

Calculer les quantités de matière de réactifs, ions chromate et ions argent, introduits.
-----------------------------
n(Na^(+))=2*C1*V1
n(Cr2O7^(2-))=C1*V1=a
n(Ag^(+))=n(NO3^(-))=C2*V2=b
------------------------------
En ce qui concerne la suite....
------------------------------
Lors du mélange les ions Cr2O7^(2-) réagissent avec les ions Ag^(+) selon :
Cr2O7^(2-)+2 Ag^(+)--> Ag2CrO4(s)
Le tableau d'avancement de la réaction a pour expression :
..............Cr2O7^(2-)+2 Ag^(+)--> Ag2CrO4(s)
t=0............(a).............(b).............(0)
t...............(a-x)..........(b-2x)..........(x)
la réaction est supposée non inversible (totale) et l'avancement final égal à l'avancement maximal obtenu lors de l'épuisement d'un réactif ou des réactifs s'il  sont initialement présents dans les proportions stoechiometriques de la réaction. Trois cas sont à en visager :
a>b/2 ce qui s'écrit aussi n(Cr2O7^(2-))>n(Ag^(+))/2  ==>  C1*V1>C2*V2/2
le composé limitant est l'ion Ag^(+) et l'état final est :
..............Cr2O7^(2-)+2 Ag^(+)--> Ag2CrO4(s)
tfin............(a-b/2)........(0)..........(b/2)
Les concentrations des différentes espèces en solution après mélange et réactions sont :
[Cr2O7^(2-)]=(a-b/2)/(V1+V2)=(C1*V1-C2*V2/2)/(V1+V2)
[Ag^(+)]=0
[NO3^(-)]=C2*V2/(V1+V2)
[Na^(+)]=2*C1*V1/(V1+V2)
--------------------------------------
a=b/2 ce qui s'écrit aussi n(Cr2O7^(2-))=n(Ag^(+))/2  ==>  C1*V1=C2*V2/2
les ion Ag^(+) et Cr2O7^(2-) sont dans les proportions stoechiometriques de la réaction et l'état final est :
..............Cr2O7^(2-)+2 Ag^(+)--> Ag2CrO4(s)
tfin.............(0)........(0)..........(a=b/2)
Les concentrations des différentes espèces en solution après mélange et réactions sont :
[Cr2O7^(2-)]=0
[Ag^(+)]=0
[NO3^(-)]=C2*V2/(V1+V2)
[Na^(+)]=2*C1*V1/(V1+V2)
--------------------------------------
a>b/2 ce qui s'écrit aussi n(Cr2O7^(2-))<n(Ag^(+))/2  ==>  C1*V1<C2*V2/2
le composé limitant est l'ion Cr2O7^(2-) et l'état final est :
..............Cr2O7^(2-)+2 Ag^(+)--> Ag2CrO4(s)
tfin............(0)........(b-2a)..........(2a)
Les concentrations des différentes espèces en solution après mélange et réactions sont :
[Cr2O7^(2-)]=
[Ag^(+)]=(b-2a)/(V1+V2)=(C2*V2-2C1*V1)/(V1+V2)
[NO3^(-)]=C2*V2/(V1+V2)
[Na^(+)]=2*C1*V1/(V1+V2)

Posté par
marion
re : solutions électrolytiques 01-09-11 à 13:03

merci beaucoup



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