SMPC (S2) Année universitaire : 2019/2020 Cours de chimie des PDF

La dissolution du carbonate de calcium

Si au point de vue quantitatif

TD CHIMIE N°8 Le Carbonate de Calcium Document 1 : le four à

L'oxyde de calcium CaO est obtenu par calcination du carbonate de calcium CaCO3 solide Document 4 : solubilité du carbonate de calcium en fonction du pH.

III - Influence du pH sur la solubilité dun sel peu soluble.

10 nov. 1997 On remarquera l'analogie avec la complexation décrite au II (la particule est ici H+). Exemple des carbonates alcalino-terreux. MgCO3. CaCO3.

P1 Solubilité du carbonate de calcium La solubilité de CaCO 3 dans

Une solution dont on fait varier le pH contient 10-3 mole d'aluminium (III) par litre. Etudier et tracer la courbe log (s) en fonction du pH où s est la

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1) Exprimer la solubilité s du carbonate de calcium en fonction de h = [H3O+] (concentration en ions oxonium). 2) Comment évolue la solubilité avec le pH ?

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Constante associée à la réaction de dissolution constante de solubilité ou Annexe 1: Etude de la solubilité du carbonate de calcium en fonction du pH.

Application dune méthode expérimentale à la détermination du pH

la solubilité du carbonate de calcium dans des éclzantillons de sols calcaires. le pH à I'équilibre est donc une fonction linéaire de la pression ...

Contribution à létude du pH et de la saturation en calcite dans l

fonction de la salinité et que le principal facteur de variabilité est la model to calculate pH and the concentrations of dissolved carbonate ions. The.

Produit de solubilité de la calcite et constantes de dissociation de

sance du produit de solubilité du carbonate de calcium (calcite. vatérite ou variation du pH de ces tampons en fonction de la température est ...

EXTRAIRE UNE ESPÈCE CHIMIQUE SOLIDE DISSOUTE DANS L

précipitation sélective des hydroxydes en fonction du pH ; À 25 °C la solubilité du carbonate de calcium dans l'eau est env. 15 mg·L-1.

[PDF] La dissolution du carbonate de calcium - PoPuPS

Les diagrammes obtenus sont représentés aux figures 3 et 4 La courbe de la solubilité du carbonate de calcium passe par un minimum vers pH 10 (M Schmitt et C

[PDF] P1 Solubilité du carbonate de calcium

Etudier et tracer la courbe log (s) en fonction du pH où s est la solubilité de l'hydroxyde amphotère Al(OH)3 Déterminer la valeur minimale de la

[PDF] III - Influence du pH sur la solubilité dun sel peu soluble

10 nov 1997 · Si les espèces résultant de la dissolution du sel peu soluble ont des propriétés acido-basiques la solubilité dépendra du pH

[PDF] 2016 TD CHIMIE N°8 Le Carbonate de Calcium Document 1

Exprimer puis calculer la solubilité de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 dans l'eau pure Quel est alors le pH de la solution ? A 4 3 Une solution juste saturée

[PDF] SOLUBILITÉ DU CARBONATE DE CALCIUM

Définir la solubilité s de CaCO3 dans l'eau et montrer qu'elle dépend du pH On donnera l'expression de s en fonction de h =[H3 O+] c On introduit 0100 g de

Produit de solubilité de la calcite et constantes de dissociation de

La dissolution de la calcite se traduit par une élévation du pH et de la teneur en calcium qui cessent lorsque les conditions de l'équilibre sont atteintes Un

[PDF] pdf

carbonatation pour précipiter des carbonates de calcium (calcite aragonite) Étude de l'évolution du pH de la saumure en fonction du titre alcalin

Carbonate de calcium - Wikipédia

Le carbonate de calcium est très faiblement soluble dans l'eau pure (de l'ordre de 15 à 20 mg·L-1 à 25 °C ) mais soluble dans l'eau chargée de dioxyde de

[PDF] SMPC (S2) Année universitaire : 2019/2020 Cours de chimie des

1) Exprimer la solubilité s du carbonate de calcium en fonction de h = [H3O+] (concentration en ions oxonium) 2) Comment évolue la solubilité avec le pH ?

[PDF] Carbonate de calcium (calcaire) - International Plant Nutrition Institute

La chaux est plus soluble dans les sols acides que dans les sols neutres ou alcalins La présence de CaCO3 dans le sol est détectée par l'effervescence ou le «

Quelle est l'influence du pH sur la solubilité du carbonate du calcium ?
raisons d'équilibre avec l'atmosphère, ou par choc) la concentration en CO2 diminue, le pH augmente, la solubilité de CaCO3 diminue : le calcaire se dépose. ? Pour dissoudre du calcaire, il faut diminuer le pH (attaque acide)._{10 nov. 1997}
Comment varie la solubilité avec le pH ?
Lorsqu'un des ions d'un composé ionique poss? des propriétés acides ou basiques, le fait d'imposer (par exemple en utilisant une solution tampon) le du milieu dans lequel on dissout ce composé va modifier sa solubilité.
Pourquoi le carbonate de calcium est-il beaucoup moins soluble ?
Le carbonate de calcium est très faiblement soluble dans l'eau pure (de l'ordre de 15 à 20 mg·L^-¹ à 25 °C ), mais soluble dans l'eau chargée de dioxyde de carbone. Or la solubilité des gaz dans l'eau augmente avec la pression et, contrairement à celle de la plupart des solides, diminue lorsque la température augmente.
Le pH d'une solution saturée de carbonate de calcium CaCO₃ dans l'eau pure vaut 10.

SMPC (S2)

Année universitaire : 2019/2020 Cours de chimie des solutions (M11)

CHAPITRE IV Réactions de précipitation A.Bailal

1) Notion de solubilité

Exemple à 25°C :

On parle de sel peu soluble quand s < 10-2 mol. L-1.

Quand la solubilité est atteinte, le solide ne se dissout plus, la solution alors est dite saturée.

Remarque : dans l -dessus, la réaction de l

2) Notion de produit de solubilité Ks

2 coexistent dans le milieu.

Exemple :

On pose :

Plus Ks est petit, plus le pks est grand, moins le sel est soluble.

Une valeur élevée de pKs

solubilité s et non le pKs qui permet de comparer la solubilité de 2 sels. 3 On mélange une solution contenant des ions Ag+ et une solution contenant des ions Cl-. Soit le produit ionique ou quotient de réaction défini par Qi = [Ag+]i [Cl-]i

Application :

1) Cas de sels simples

2) Cas de sels avec un dianion

Ba(IO3)2(s) Ba2+ (aq) + 2 IO3-(aq) Ks = [Ba2+]×[IO3-]2 3)

4) Cas de polycations et polyanions

Remarque :

1) Influence de la température

2) Effet d

Cet effet s

ions. Il entraîne la diminution de solubilité du précipité ionique. 5

3) Influence du pH.

Si l'une des espèces A- ou B+

solubilité dépendra du pH.

Ceci est généralement le cas où A- -

(HA).

La réaction de dissolution est :

Exemple 3 :

Ks (BaSO410.

Conséquence :

1er exemple :

2ème exemple :

Exercices

à 25°C

Calculer une solubilité à partir du produit de solubilité Ks. -réduction

Données :

Masses molaires (g.mol-1) : Pb : 207,19 ; Cl : 35,453. Produits de solubilité : pKs(PbSO4(s)) = 7,78 ; pKs(PbCrO4(s))=13,75 ; pKs(PbCl2(s))= 4,79; pKs(Pb(OH)2(s))=16,1.

Exercice 1

plomb II, Pb(NO3)2, de concentration c0=10-1 M, et 10 mL potassium, KCl, de concentration c1 = 2. 10-1 M. a) Montrer que PbCl2(s) précipite. b) Calculer les concentrations en ions chlorure et plomb II après précipitation. c) Calculer la masse de chlorure de plomb II ayant précipité. Exercice 2 Précipitations compétitives du plomb II Une solution de nitrate de plomb II (c2=1M) est ajoutée progressivement à V3 solution de chromate de potassium (K2CrO4, c3=10-2M) et de sulfate de sodium (Na2SO4, c3=10-2 M). a) Préciser la nature du premier précipité qui apparaît ; justifier. b) Déterminer les concentrations des ions Pb2+, CrO42- et SO42- où apparaît le second précipité. Quel est le pourcentage du premier sel précipité ? La dilution pourra être négligée. Calculer le volume de solution de nitrate de plomb II versé (V2) pour le vérifier. 9

Exercice 3 : Solubilité du fluorure de calcium

1) Calculer la solubilité de CaF2

2) On ajoute 0,02 mole de CaCl2 2. Calculer les

concentrations en Ca2+ et F- sachant que la dissolution de CaCl2 est totale. Données : pKs (CaF2) = 10,47. On négligera la formation de HF puisque pKa (HF/F-)=3,2.

Exercice 4 :

2C2O4 est un diacide dont les pKa sont pKa1=1,42 et pKa2=4,30

3+, peut donner avec :

-2O42-, un complexe, [Al(C2O4)3]3-ȕ3= 1014,6 ; --, un précipité, Al(OH)3(s), de produit de solubilité, Ks=10-36 ,3. On considère une solution à C1=10-1 M en Al3+. 1)

2) 2= dans la

solution à C1=10-1M en Al3+ a) calculer la concentration en ion Al3+

C2=1 M dans la solution à C1=10-1 M en Al3+ ;

b) e.

3) À quelle valeur de pH le précipité apparaît-il ?

Exercice 5 : Solubilité du chromate d'argent : Sachant qu'à 25 °C le produit de solubilité du chromate d'argent est Ks = 3.10-12.

1) Calculer la solubilité du chromate d'argent Ag2CrO4.

2) Que devient cette solubilité dans une solution aqueuse de chromate de potassium K2CrO4 à

0,01 mol.L-1 ?

Exercice 6: Solubilité du carbonate de calcium : On donne pour l'acide carbonique: pKa1 = 6,4 pKa2 = 10,3. Le produit de solubilité du carbonate de calcium vaut Ks = 8,7.10-9.

1) Exprimer la solubilité s du carbonate de calcium en fonction de h = [H3O+] (concentration en

ions oxonium).

2) Comment évolue la solubilité avec le pH ? Justifier.

3) Calculer la solubilité à pH = 5 et pH = 10.

Exercice 7 Solubilité du sulfure d'argent :

1) Quelle est la solubilité molaire de Ag2S, le film noir qui se forme sur les objets en argent ?

2) Quelle est sa solubilité molaire dans AgNO3 à 2.10-4 mol.L-1 ?

3) Quelle masse de Ag2S peut-on dissoudre dans 10 litres de la solution précédente ?

Exercice 8 Solubilité de l'éthanoate d'argent en fonction du pH : L'éthanoate d'argent (CH3COOAg) est peu soluble dans l'eau. On donne KS = 2.10-3. L'acide éthanoïque est un acide faible : pKa = 4,8.

1) Calculer la solubilité s sans tenir compte de l'action des ions sur l'eau.

2) Quel est le pH de la solution saturée ?

3) L'approximation faite pour le calcul de s est-elle justifiée ?

4) En réalité la solubilité est-elle supérieure ou inférieure à la valeur calculée ? Justifier la

réponse.

5) Montrer qu'il y a précipitation et calculer la masse du précipité obtenu.

6) Établir la relation entre s, [H3O+], Ks et Ka.

7) Calculer la valeur de s pour pH = 7 et pour pH = 4,5.

8) Justifier qualitativement l'évolution de s lorsque le pH diminue.

Exercice 9 Solubilité du carbonate de baryum : On veut dissoudre du carbonate de baryum dans une solution de pH variable. On donne pour l'acide carbonique: pKa1 = 6,4 ; pKa2 = 10,3. pKs (BaCO3) = 8,3 ; M (BaCO3) =

197 g.mol-1.

1) Exprimer la solubilité s du carbonate de baryum en fonction de h, Ka1 , Ka2 et Ks.

2) Donner l'expression de log s = f(pH) pour 7,5 < pH < 9 .

3) Déterminer la valeur du pH nécessaire pour pouvoir dissoudre 50 mg de carbonate de baryum

dans 500 mL d'eau. 11 Exercice 10 Solubilité du chlorure d'argent dans différentes solutions : Le produit de solubilité du chlorure d'argent est Ks= 1,8 10-10 à 25 °C.

1) Calculer sa solubilité dans l'eau pure.

2) dans une solution de nitrate d'argent à 0,2 mol.L-1.

3) dans une solution d'acide chlorhydrique à 0,5 mol.L-1.

Exercice 11

Calculer la solubilité de Mg(OH)2.

2) Dans une solution tamponnée à pH=8.5. Commenter ce résultat.

Solutions des exercices

Exercice 1

1) a) b) c) 12

Exercice 2

a) Le premier précipité qui apparaît est le moins soluble (valeur de Ks la plus faible, valeur

de pKs b) Exercice 5 : Solubilité du chromate d'argent :

1) Ag2CrO4 solide = 2Ag+ + CrO42-.

Ks = [Ag+]2[CrO42-] ; on pose s= [CrO42-] ;

solution électriquement neutre : [Ag+] = 2 [CrO42-] d'où [Ag+] = 2 s Ks = (2s)² s = 4 s3 = 3 10-12 soit s3 = 0,75 10-12 prendre la racine cubique : s = 9,1 10-5 mol/L.

2) [CrO42-] = (0,01+s1); [Ag+] =2s1 ; Ks = 4s12 (0,01+s1)

4s13 + 0,04 s12 -3 10-12 =0 ; hypothèse : s13 terme négligeable : résoudre s1 ~8,7.10-6 mol/L.

s13 = 6,5 10-16 ( l'hypothèse est bien vérifiée ). 13

Exercice 6:

1) CaCO3(s) Ca2+ + CO32- ; Ks =[Ca2+][CO32-]total

s=[Ca2+]=[CO32-] + [HCO3-] + [CO2,H2O] ; Ks =s ( [CO32-] + [HCO3-] + [CO2,H2O]) s = [CO32-] ( 1+ [HCO3-] [CO32-] [CO2,H2O] [CO32-] Or les constantes d'acidités de l'acide carbonique donnent : Ka1 = [H3O+][HCO3-] [H2O, CO2] ; Ka2 = [H3O+][CO32-] [HCO3-] ; Ka1 Ka2 = [H3O+] 2[CO32-] [H2O, CO2] s = [CO32-] ( 1+ h Ka2 h2

Ka1 Ka2

2) Si le pH augmente, h diminue et en conséquence : Ks, Ka1 et Ka2 étant constants à température

constante) h Ka2 diminue ; h2

Ka1 Ka2

diminue

La solubilité va donc décroître.

3) à pH=5 :

h Ka2 10-5

10-10,3

= 2 105 ; h2

Ka1 Ka2

10-10

10-6,410-10,3

= 8 106 s = [ 8,7.10-9(1 + 2 105 + 8 106)]½ =0,27 mol/L.

à pH=10 :

h = 10-10 = 2 ; h2 = 10-20 = 5 10-4~ 0 14

Ka2 10-10,3 Ka1 Ka2 10-6,410-10,3

s = [ 8,7.10-9(1 + 2]½ =1,6 10-4 mol/L.

Exercice 7

1) pKS (Ag2S) = 50,2 ; M (Ag) = 108 g.mol-1 M (S) = 32 g.mol-1.

Ag2S (s) = 2 Ag+ + S2-. Ks = [Ag+]2[S2-]

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Quelle est l'influence du pH sur la solubilité du carbonate du calcium ?

Comment varie la solubilité avec le pH ?

Pourquoi le carbonate de calcium est-il beaucoup moins soluble ?

SMPC (S2)

1) Notion de solubilité

Exemple à 25°C :

Remarque : dans l -dessus, la réaction de l

2) Notion de produit de solubilité Ks

Exemple :

On pose :

Une valeur élevée de pKs

Application :

1) Cas de sels simples

2) Cas de sels avec un dianion

4) Cas de polycations et polyanions

Remarque :

1) Influence de la température

2) Effet d

Cet effet s

3) Influence du pH.

Si l'une des espèces A- ou B+

Ceci est généralement le cas où A- -

La réaction de dissolution est :

Exemple 3 :

Ks (BaSO410.

Conséquence :

1er exemple :

2ème exemple :

Exercices

à 25°C

Données :

Exercice 1

Exercice 3 : Solubilité du fluorure de calcium

1) Calculer la solubilité de CaF2

2) On ajoute 0,02 mole de CaCl2 2. Calculer les

Exercice 4 :

2C2O4 est un diacide dont les pKa sont pKa1=1,42 et pKa2=4,30

3+, peut donner avec :

2) 2= dans la

C2=1 M dans la solution à C1=10-1 M en Al3+ ;

3) À quelle valeur de pH le précipité apparaît-il ?

1) Calculer la solubilité du chromate d'argent Ag2CrO4.

2) Que devient cette solubilité dans une solution aqueuse de chromate de potassium K2CrO4 à

0,01 mol.L-1 ?

1) Exprimer la solubilité s du carbonate de calcium en fonction de h = [H3O+] (concentration en

2) Comment évolue la solubilité avec le pH ? Justifier.

3) Calculer la solubilité à pH = 5 et pH = 10.

Exercice 7 Solubilité du sulfure d'argent :

1) Quelle est la solubilité molaire de Ag2S, le film noir qui se forme sur les objets en argent ?

2) Quelle est sa solubilité molaire dans AgNO3 à 2.10-4 mol.L-1 ?

3) Quelle masse de Ag2S peut-on dissoudre dans 10 litres de la solution précédente ?

1) Calculer la solubilité s sans tenir compte de l'action des ions sur l'eau.

2) Quel est le pH de la solution saturée ?

3) L'approximation faite pour le calcul de s est-elle justifiée ?

4) En réalité la solubilité est-elle supérieure ou inférieure à la valeur calculée ? Justifier la

5) Montrer qu'il y a précipitation et calculer la masse du précipité obtenu.

6) Établir la relation entre s, [H3O+], Ks et Ka.

7) Calculer la valeur de s pour pH = 7 et pour pH = 4,5.

8) Justifier qualitativement l'évolution de s lorsque le pH diminue.

197 g.mol-1.

1) Exprimer la solubilité s du carbonate de baryum en fonction de h, Ka1 , Ka2 et Ks.

2) Donner l'expression de log s = f(pH) pour 7,5 < pH < 9 .

3) Déterminer la valeur du pH nécessaire pour pouvoir dissoudre 50 mg de carbonate de baryum

1) Calculer sa solubilité dans l'eau pure.

2) dans une solution de nitrate d'argent à 0,2 mol.L-1.

3) dans une solution d'acide chlorhydrique à 0,5 mol.L-1.

Exercice 11

Calculer la solubilité de Mg(OH)2.

2) Dans une solution tamponnée à pH=8.5. Commenter ce résultat.

Solutions des exercices

Exercice 1

Exercice 2

1) Ag2CrO4 solide = 2Ag+ + CrO42-.

Ks = [Ag+]2[CrO42-] ; on pose s= [CrO42-] ;

2) [CrO42-] = (0,01+s1); [Ag+] =2s1 ; Ks = 4s12 (0,01+s1)

4s13 + 0,04 s12 -3 10-12 =0 ; hypothèse : s13 terme négligeable : résoudre s1 ~8,7.10-6 mol/L.

Exercice 6:

1) CaCO3(s) Ca2+ + CO32- ; Ks =[Ca2+][CO32-]total

Ka1 Ka2