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Thermodynamique (osmolarité)

Posté par
rominai25
26-07-17 à 09:13

Bonjour, j'aurais besoin de vous pour résoudre une série d'exercice. Alors je ne sais pas si je peux mettre plusieurs exercices l'un à la suite des autres du coup je vais faire un sujet par exo. Merci pour votre aide à l'avance. (6/20)

Voici la suite du précédent sujet ouvert.

On dissout 24g d'un électrolyte faible CH3COOH dans un litre d'eau. Le taux de dissociation  vaut 0.1
Quelle est l'osmolarité de la solution ?
Même question pour une solution de CaCl2 0.9mol.L-1.


M (C2H4O2) = 60 g.mol
L'osmolarité correspond à la somme des concentrations des espèces, ainsi :

n = m/M <-> n = 24/60 = 0,4 mol
n = c * v <-> c = n/V = 0,4 mol/L
Ayant un taux de dissociation de 0,1 :
0,4 * 0,1 = 0,04
Donc pour cette espèce l'osmolarité vaut 0,04.

Pour CaCl2 il se dissocie en Ca2+ et Cl-, soit deux espèces, par conséquent :

On obtient 0,9 mol/L mais comme il y a deux espèces on multiplie par 2 soit 1,8 osmol/L

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 10:44

Etant incompétent en biologie, j'ai besoin de précisions :

Citation :

L'osmolarité correspond à la somme des concentrations des espèces,

Quelles concentrations ? molaire? ou autre ....
Quelles espèces ? Toutes celles qui sont dissoutes ? ou seulement celles qui sont ioniques ? ou autres ....

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 11:02

C'est le nombre de mole dissoutes en solution soit une concentration. Plus précisément celles ioniques.

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 11:03

Particules*

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 11:12

Mieux expliqué :

Chaque particule ? ionique ou non ionique - présente dans une solution participe à l?osmolarité - ou pression osmotique - de cette solution ; la valeur de l?osmolarité de la solution correspond à la somme de la concentration molaire de chacune des particules présentes.

S?il s?agit d?une solution de particule(s) non ionique(s), c?est-à-dire non dissociable(s) l?osmolarité de cette solution est égale à sa concentration molaire

Cf:

***Raccourci url ajouté***

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 11:40

Tableau d'avancement de la dissociation de CH3CO2H rédigé en termes de concentrations :

\large
 \\ \begin{array}{c|ccccccc}&CH_3CO_2H&+&H_2O&=&CH_3CO_2^-&+&H_3O^+\\\hline Etat\;initial&C=0,4\;mol/L&&Exc\grave{e}s&&0 &&0 \\\hline Equilibre&C(1- \alpha )&&Exc\grave{e}s&&C \alpha &&C \alpha \\\end{array}

Ce tableau montre que sur C (mol/L) de  CH3CO2H initialement présents une partie seulement Cα (mol/L) a réagi donnant naissance à Cα (mol/L) de CH3CO2- et Cα (mol/L) de H3O+.
La concentration restante en CH3CO2H est donc C-Cα = C(1-α)
A mon sens l'osmolarité est donc dans ce cas égale à C(1-α) + Cα + Cα = C(1+α)
Avec les réserves d'un incompétent en la matière.

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 26-07-17 à 12:22

Je fouille dans mes cours et je vous redis !

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 28-07-17 à 01:34

J'ai rien pu trouver dessus car nous n'avons jamais eu d'exercice de ce genre ce que j'ai trouve étonnant.  Je demanderais à mon professeur à la rentrée.

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 28-07-17 à 09:49

En admettant que l'hypothèse émise précédemment soit bonne, étant donné que la dissociation du chlorure de Calcium est totale on aurait :

\large
 \\ \begin{array}{c|ccccc}&CaCl_2&=&Ca^{2+}&+&2\;Cl^-\\\hline Etat\;initial&C&&0 &&0 \\\hline Etat\;final&0&&C&&2C  \\\end{array}

Osmolarité :
Cosm = C + 2C = 3C



En fouillant sur internet   j'ai trouvé ceci :

Il existe une relation entre l'osmolarité  Cosm et la concentration molaire C

Cosm  = (1+ α(p-1)) C

α est le coefficient (ou degré) de dissociation du soluté qui varie selon sa nature entre 0 (pas de dissolution) et 1 (dissolution totale).

p est le nombre de particules obtenues par la dissociation d'une molécule de soluté.
Exemples :
Si le soluté est un composé moléculaire qui se dissout sans se dissocier : p=1
Si le soluté est de type AB qui se dissout en se dissociant en A+ et B- ( comme NaCl ) : p=2
Si le soluté est de type AxBy qui se dissout en se dissociant en x(Ay+) et y(Bx-) :  p = x+y
Exemple : Dans le cas de Al2(SO4)3 qui se dissocie en 2Al3+ et 3(SO4)2- on aura p = 2+3 = 5

Application à l'exercice proposé :

Dans le cas de CH3CO2H ( conditions de l'énoncé ) : α=0,1  ;  p=2  
C osm = (1+ 0,1(2-1)) C = 1,1C

Dans le cas de CaCl2 : α=1 (dissociation totale)  ; p=3
Cosm  = (1+ 1(3-1)) C = 3C

On retrouve donc bien les résultats précédents.

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 30-07-17 à 21:21

Wiki est pas une source que je trouve très fiable. Je vous redirais la réponse dès que j'aurais vu mon professeur à la rentrée.

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 30-07-17 à 23:31

Bien entendu, avant de donner du crédit à la relation trouvée sur Wikipédia, je me suis assuré que cette relation est démontrable  en prenant comme point de départ la définition de l'osmolarité que tu m'as toi même donnée (*) et en appliquant ensuite les lois de la chimie.

(*) Ton post du 26/07/2017 à 11h12 :
la valeur de l'osmolarité de la solution correspond à la somme de la concentration molaire de chacune des particules présentes.

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 29-09-17 à 07:06

J'ai eu la correction de l'exercice je vous le met ce soir !

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 30-09-17 à 10:48

Merci rominai25
Je l'attends avec intérêt.

Posté par
rominai25
re : Thermodynamique (osmolarité) 15-10-17 à 17:04

       CH3COOH + H2O <-> CH3COO- + H3O+
To    Co                       Excès                           /                  /
Tf    Co -Co     Excès           Co         Co

Co = \frac{n}{v} = \frac{\frac{m}{M}}{V} = \frac{\frac{24}{60}}{1} = 0,4 mol/L

Osmolarité = [CH3COOH] + [CH3COO-] + [H3O+]
                           = Co(1-) + Co + Co
                           = Co(1+)
                           = 0,4(1+0,1)
                           = 0,44 osmol/L

voilà pour le premier cas et pour le second on fait pareil et on obtient 2,7 osmol/L

Posté par
odbugt1
re : Thermodynamique (osmolarité) 15-10-17 à 23:14

Merci.
Ton corrigé est donc en plein accord avec ce que j'écrivais cet été les 26.07 / 11h40 et 28/07 / 09h49
Bonne continuation



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