Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres

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1 Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres
CHIMIE GENERALE Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres

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

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

4 L’ion sodique en solution est fortement hydraté
Réactions de précipitation. L’ion sodique en solution est fortement hydraté

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

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

7 Solubilité de sels dans l’eau
Réactions de précipitation. Solubilité de sels dans l’eau

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

9 2 AgNO3 (aq) + Na2CO3 (aq) 2 NaNO3 (aq) +
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 » d’un composé de formule AnBm est:
Réactions de précipitation. La solubilité « s » d’un composé de formule AnBm est: S = [Am+] / n = [Bn-] / m Par exemple la solubilité de Na2SO4 est: La concentration de SO4 en moles/l Ou la concentration de Na divisée par deux. On a ici: A=Na, B=SO4 et n=2, m=1, donc: [Na1+]/2 = [SO42-]/1

11 Les équilibres de dissolution
Réactions de précipitation. Les équilibres de dissolution Na Cl (solide)   1Na +1(aq) + 1 Cl -1(aq) Na2SO4(s)   2Na +1(aq) + 1SO4 -2(aq) AnBm(solide) < > n Am+(aqueux) + m Bn-(aqueux)

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

13 Réaction de dissolution
Réactions de précipitation. Réaction de dissolution 1

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

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

16 Relation entre la solubilité, s, et Kps
Réactions de précipitation. Relation entre la solubilité, s, et Kps Zn(OH)2 (s) Zn2+ (aq)  + 2 OH- (aq)           s s        +        2s            Kps = [Zn2+] . [OH-]2 Kps = s . (2s)² Kps = s. 4s² Kps = 4s³ Avec Kps = 4, On obtient s = 2, mole/L

17 Généralisation de la constante de solubilité
Réactions de précipitation. Généralisation de la constante de solubilité AmBn (s)    m.Ax+ (aq) + n.By- (aq)

18 produit Formule Kps Al(OH)3 4.6 x 10-33 BaCO3 5.1 x 10-9 PbCl2
Réactions de précipitation. Tableau de produits de solubilité produit Formule Kps Hydroxyde d’aluminium Al(OH)3 4.6 x 10-33 Carbonate de barium BaCO3 5.1 x 10-9 Chlorure de plomb PbCl2 1.6 x 10-5 Chlorure d’argent AgCl 1.8 x 10-10 Phosphate de calcium Ca3(PO4)2 1 x 10-26 Fluorure de magnesium MgF2 3.7 x 10-8 Sulfure de nickel NiS 3 x 10-19

19 Le Qps est une constante qui se nomme quotient réactionnel.
Réactions de précipitation. Le Qps est une constante qui se nomme quotient réactionnel. Il se calcule avec les concentrations initiales Créactif.

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

21 Réactions de précipitation: effet d’ions divers
La solubilité du chlorure d’argent dépend de la concentration en nitrate de sodium

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

23 Définition de la force ionique
Réactions de précipitation. Définition de la force ionique Mi est la concentration de l’ion i et Zi est sa charge

24 a = fM Définition du coefficient d’activité
Réactions de précipitation. Définition du coefficient d’activité L’activité « a » d’un ion de concentration M dépend du coefficient f a = fM

25 Pour des solutions diluées: Ksp = [Ca2+][SO42-]
Réactions de précipitation. Les constantes d’équilibre dépendent des activités Pour être exact: Pour des solutions diluées: Ksp = [Ca2+][SO42-]

26 Les équilibres sont différents dans l’eau douce et l’eau de mer
Réactions de précipitation. Les équilibres sont différents dans l’eau douce et l’eau de mer

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