[PDF] PCSI Brizeux SOL3 2017-2018 1 - Correction du DM 13

PCSI Brizeux SOL3 2017-2018 3 í µí µí µí µí± ,C=í µí µí µí µC-í µí µí µí µ'=7,5-4,3=3,2 í µí µí µí µí± ,F=í µí µí µí µF-í µí µí µí µC=9,5-7,5=2 7. Le diagramme de prédominance se trace en fonction des í µí µí µí µí± ,n et non en fonction des í µí µí µí µQ. On obtient le diagramme suivant : 8. Si on ajoute peu à peu une solution d'éthylènediamine à une solution d'ions Fe2+, on forme d'abord le complexe avec un seul ligand en [Fe(en)]2+, puis le complexe avec 2 ligands [Fe(en)2]2+, puis le complexe avec 3 ligands [Fe(en)3]2+. Cela revient à se déplacer de droite à gauche sur le diagramme de prédominance en fonction de p(en). 9. On reprend les mêmes calculs qu'à la question 6 mais pour le ligand ophen : í µí µí µí µí± ,'=í µí µí µí µ'=5,9 í µí µí µí µí± ,C=í µí µí µí µC-í µí µí µí µ'=11,1-5,9=5,2 í µí µí µí µí± ,F=í µí µí µí µF-í µí µí µí µC=21,3-11,1=10,2 10. Si on e ssaie de t racer le diagramme de prédomina nce, on constat e que le complexe [Fe(ophen)2]2+ prédomine dans deux domaines distincts. Ce complexe aura donc tendance à se dismuter (réagir sur lui-même) pour do nner le comple xe [Fe(ophen)]2+ et des ions Fe2+. Ce complexe [Fe(ophen)2]2+ est instabl e, il faut recommencer en considéra nt seulement les espèces stables. 11. On doit alors trouver la constante de formation associée à l'équilibre : í µí µí µí µí µ[í µí µí µí µâ„Ží µí µ]CS+2í µí µâ„Ží µí µ=[í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)F]CSí µÂ° Démonstration PSI : On applique la relation de Guldberg et Waage à l'équilibre considéré : í µÂ°=[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS][í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)CS].í µí µâ„Ží µí µC=[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS][í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)CS].í µí µâ„Ží µí µC×[í µí µí µí µâ„Ží µí µCCS][í µí µí µí µâ„Ží µí µCCS] On reconnaît : í µÂ°=𝑠,C𝑠,F=10's,A On doit ma intenant trouver l e p(ophen) à la fron tière, c'e st-à-dire quand [í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)CS]=[í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)FCS]. On prend le logarithme de la relation de Guldberg et Waage : í µÂ°=[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS][í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)CS].í µí µâ„Ží µí µC [Fe(en)3]2+[Fe(en)2]2+[Fe(en)]2+Fe2+p(en)23,24,3[Fe(ophen)3]2+[Fe(ophen)2]2+[Fe(ophen)]2+Fe2+p(ophen)5,25,910,2[Fe(ophen)]2+[Fe(ophen)2]2+

PCSI Brizeux SOL3 2017-2018 4 í µí µí µí µÂ°=í µí µí µ[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS][í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)CS]-2log[í µí µâ„Ží µí µ] On voit qu'à la frontière, on a í µí µí µâ„Ží µí µ=-logí µí µâ„Ží µí µ='Cí µí µí µí µÂ°='s,AC=7,7. Traçons le nouveau diagramme de prédominance : On consta te à nouveau que le co mplexe [ Fe(ophen)]2+ prédomine dans deux domaines distincts. Il s'agit à nouveau d'une espèce instable, donc seules les espèces Fe2+ et [Fe(ophen)3]2+ sont stables en solution. Le seul équilibre à considérer est donc : 5í µí µCS+3í µí µâ„Ží µí µ=[í µí µí µí µâ„Ží µí µF]CSí µF On cherche p(ophen) à la frontière, c'est à dire quand í µí µCS=[í µí µ(í µí µâ„Ží µí µ)FCS]. On utilise la relation de Guldberg et Waage sur l'équilibre (5) précédent : í µF=[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS]í µí µCS.í µí µâ„Ží µí µF En prenant le logarithme de l'expression, on trouve : í µí µí µí µF=í µí µí µ[í µí µí µí µâ„Ží µí µFCS]í µí µCS-3log[í µí µâ„Ží µí µ] À la frontière, on a donc í µí µí µâ„Ží µí µ=-logí µí µâ„Ží µí µ='Fí µí µí µí µF=C',FF=7,1 12. Lorsqu'on ajoute peu à peu une solution d'orthophénantroline à une solution d'ions Fe2+, on observe simplement la formation du complexe [Fe(ophen)3]2+, seul complexe stable en solution. [Fe(ophen)3]2+Fe2+p(ophen)5,97,7[Fe(ophen)]2+[Fe(ophen)]2+[Fe(ophen)3]2+Fe2+p(ophen)7,1