Solutions ioniques dans l’eau  énoncé

 

 

  1. Formule des solutions :
    1. Nitrate d’ammonium : (NH4+ + NO3-) ; Chlorure de calcium : (Ca2+ + 2Cl-)

Réactions possibles : (NH4+ + Cl-) et (Ca2+ + 2 NO3-) (seules les charges opposées s’attirent !). Ces deux réactions formeront des composés qui comportent des ions ammonium et nitrate respectivement donc d’après l’énoncé ces composés seront solubles dans l’eau : aucun précipité ne se forme.

     b. Carbonate de calcium : (Ca2+ + CO32-) ; Sulfate de sodium : (2Na+ + SO42-)

Réactions possibles : (Ca2+ + SO42-) et (2Na+ + CO3-)

La réaction faisant intervenir les ions sodium fournira un composé soluble d’après l’énoncé : il ne se forme donc pas de précipité pour cette réaction.

En revanche (Ca2+ + SO42-) formera un composé qui est parfaitement insoluble dans l’eau puisqu’il s’agit du sulfate de calcium. Il se forme donc ici un précipité.

 

  1. Formule des solutions Si :

S1 : chlorure de calcium (Ca2+ + 2Cl-) ; S2 : oxalate d’ammonium (2NH4+ + C2O42-)

Réactions possibles : (NH4+ + Cl-) dont on a vu au 1.a. qu’elle ne forme pas de précipité.

a. vidéo C’est donc la réaction (Ca2+ + C2O42-)  ®   Ca C2O4   qui fournit le précipité ! Il s’agit de l’oxalate de calcium.

b. vidéo Tableau d’avancement de cette réaction :

 

 

 Ca2+                                                                                                                          +              C2O42-                                                ®                                 Ca C2O4  

Etat initial (mol)

C1.V1 = 5.10-5

C2.V2 = 5.10-5

0

Etat intermédiaire (mol)

5.10-5  - x

5.10-5 - x

x

Etat final ( mol)

5.10-5  - xmax = 0

5.10-5 – xmax =0

xmax = 5.10-5

 

Si Ca2+ est le réactif limitant alors  5.10-5  - xmax = 0 soit xmax = 5.10-5  mol

Si C2O42- est le réactif limitant alors  5.10-5  - xmax = 0 soit xmax = 5.10-5  mol

Ces deux valeurs d’avancement maximal sont égales donc il n’y a pas de réactif limitant.Les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques et xmax = 5.10-5  mol

 

c. Quantités de matière en fin de réaction :

n(Ca2+) = n(C2O42-) = 0 leur concentration effective en solution est donc aussi nulle.

n(Ca C2O4) = 5.10-5  mol donc m(Ca C2O4) = n(Ca C2O4).M(Ca C2O4)

A.N. : m(Ca C2O4) = 5.10-5  x 128 = 6,4.10-3 g

On ne peut pas définir la concentration effective en solution puisqu’il s’agit d’un solide et pas d’un ion…!!!

Ne pas oublier que dans le mélange final il y a des ions NH4+ et des ions Cl- qui n’ont pas réagi mais qui sont présents :

 

[NH4+] = 2C2.V2/Vtot                  A.N. : [NH4+] = 1,8.10-3 mol.L-1

[Cl-] = 2C1.V1/Vtot             A.N. : [NH4+] = 1,8.10-3 mol.L-1

 

Avec Vtot = V1 + V2