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Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres CHIMIE GENERALE.

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1 Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres CHIMIE GENERALE

2 PROGRAMME Solubilité et formation de solutions. Réactions de précipitation, produits de solubilité Formation de complexes, constantes déquilibre Adsorption, isothermes de Langmuir Cours n°3

3 Solubilité et formation de solutions. Les solides ioniques se dissocient dans un solvant polaire

4 Réactions de précipitation. Lion sodique en solution est fortement hydraté

5 Réactions de précipitation. Dissolution du sel dans leau Les ions + et - sont séparés

6 Réactions de précipitation. Les cations sont petits, les anions sont gros La dissolution de la soude dans leau donne: = -5.2 cm3/mol Changements de volumes aqueux par mole dions

7 Solubilité de sels dans leau Réactions de précipitation.

8 A la saturation, précipitation et dissolution se font à la même vitesse

9 Réactions de précipitation. 2 AgNO3 (aq) + Na2CO3 (aq) 2 NaNO3 (aq) + La rencontre de deux ions formant un sel peu soluble donne un précipité Les ions nitrates et sodium sont dits spectateurs Les ions argent et carbonate sont acteurs

10 La solubilité « s » dun composé de formule AnBm est: S = [Am+] / n = [Bn-] / m Par exemple la solubilité de Na 2 SO 4 est: La concentration de SO 4 en moles/l Ou la concentration de Na divisée par deux. Réactions de précipitation. On a ici: A=Na, B=SO4 et n=2, m=1, donc: [Na 1+ ]/2 = [SO 4 2- ]/1

11 Les équilibres de dissolution Na Cl (solide) Na +1 (aq) + 1 Cl -1 (aq) Na 2 SO 4 (s) Na +1 (aq) + 1SO 4 -2 (aq) AnBm(solide) n A m+ (aqueux) + m B n- (aqueux) Réactions de précipitation.

12 Aspect quantitatif de l'équilibre, cas général a.A + b.B c.C + d.D Si Kc est grand on tend vers la réaction complète. Si Kc est très petit on tend vers une réaction impossible. une concentration de départ (initiale) se note : C A = 0,1 mole/L la concentration à l'équilibre se note : [ A ] Réactions de précipitation.

13 1 Réaction de dissolution

14 Réaction: 2 Li+(aq) + CO32-(aq) Li2CO3 (s) Constante déquilibre: Réactions de précipitation. Réaction de précipitation

15 Généralisation de la constante de solubilité Réactions de précipitation. Le produit de solubilité sécrit: Ps = [Am+] n. [Bn-] m Par exemple pour Na2SO4: Ps = [Na]2 x [SO4]

16 Zn(OH) 2 (s)Zn 2+ (aq) + 2 OH - (aq) Relation entre la solubilité, s, et Kps ss + 2s Kps = [Zn2+]. [OH-] 2 Kps = s. (2s)²Kps = s. 4s²Kps = 4s³ Avec Kps = 4, On obtient s = 2, mole/L Réactions de précipitation.

17 AmBn (s) m.A x+ (aq) + n.B y- (aq) Généralisation de la constante de solubilité Réactions de précipitation.

18 produitFormuleKps Hydroxyde daluminium Al(OH)34.6 x Carbonate de barium BaCO35.1 x 10-9 Chlorure de plomb PbCl21.6 x 10-5 Chlorure dargent AgCl1.8 x Phosphate de calcium Ca3(PO4)21 x Fluorure de magnesium MgF23.7 x 10-8 Sulfure de nickel NiS3 x Tableau de produits de solubilité Réactions de précipitation.

19 Le Qps est une constante qui se nomme quotient réactionnel. Il se calcule avec les concentrations initiales C réactif.

20 Réactions de précipitation: effet dions communs Au point A on a AgCl+AgNO3 et en C on a NaCl+AgCl En D la solution nest pas saturée, en E AgCl précipite Au point B on a une solution saturée de AgCl pur

21 Réactions de précipitation: effet dions divers La solubilité du chlorure dargent dépend de la concentration en nitrate de sodium

22 Les ions, même hydratés, interagissent entre eux Répulsions et attractions Réactions de précipitation.

23 Définition de la force ionique M i est la concentration de lion i et Z i est sa charge

24 Réactions de précipitation. Définition du coefficient dactivité Lactivité « a » dun ion de concentration M dépend du coefficient f a = fM

25 Pour des solutions diluées: Ksp = [Ca 2+ ][SO 4 2- ] Pour être exact: Réactions de précipitation. Les constantes déquilibre dépendent des activités

26 Réactions de précipitation. Les équilibres sont différents dans leau douce et leau de mer

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