CHM 1978 Chimie Analytique Automne 2001

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CHM 1978 Chimie AnalytiqueAutomne 2001

• Cours 6 Équilibres ioniques/Solubilité
• Par Sébastien Sauvé, Dominic Rochefort et Thomas
  Ellis

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Équilibres Ioniques / Solubilité

• Équilibre chimique entre un solide et ses ions en
  solution
• Lorsquil y a un solide dans une solution, un
  équilibre sétablit entre la dissolution du
  solide vers la solution et la précipitation des
  ions en solutions sous une forme solide.

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Solubilisation Précipitation

• Les molécules deau vont sinsérer dans la
  structure du solide grâce à leur moment
  dipolaire.
• Les ions seront entourés de molécules deau et
  donc solubilisés.

Dissolution (Zumdhal 1998, page 3)
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Précipitation

• Au fur et à mesure que la concentration des ions
  en solution augmente, les rencontres entres ions
  augmentent. À une certaine concentration
  critique, il y a suffisamment de collisions pour
  que les ions sassocient entre eux pour reformer
  le solide et un précipité va apparaître.
• À léquilibre, en présence dun précipité, la
  solution a atteint sa concentration maximale
  (plafond), la solution est saturée et ajouter des
  ions dans la solution provoquera leur
  précipitation sans augmenter la concentration
  dions en solution.

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Solubilité

• Constante du produit de solubilité Kps

• Le solide CaF2 nest pas considéré dans
  léquation (cest un solide sans influence sur
  lactivité de la solution).

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Produit de solubilité Kps

• Dans une solution saturée, les concentrations
  dions seront toujours les mêmes et dépendants de
  la constante Kps (et de la température).
• Un solide avec un haut Kps sera très soluble et
  il faudra donc des grandes concentrations en
  solution pour avoir une solution saturée. On
  parle délectrolyte fort qui aime se dissocier
  dans leau (ex. NaCl).
• Un petit Kps signifie que le solide nest pas
  très soluble. On parle délectrolyte faible qui
  ne se dissocie pas beaucoup dans leau (ex. AgCl).

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Définitions

• Produit de solubilité Constante déquilibre Kps.
• Solubilité Concentration des ions en moles/L des
  ions en solution lorsque la solution est saturée.

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Solubilité

• Quelle est la solubilité de CaSO4? (sachant que
  le Kps à 25C est de 6.110-5)
• Ca2 0.0078 mole/L SO42-0.0078 mole/L

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Solubilité

• Quelle est la solubilité de CaF2? (sachant que le
  Kps à 25C est de 4.010-11)
• Ca2 0.00022 mole/L F-0.00044 mole/L

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Solubilité

• La solubilité de AgCl à 25C est de 1.2610-5 M,
  quel est son Kps?
• À saturation, il y aura 1.2610-5 M de Ag et
  1.2610-5 M de Cl-, donc

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Aluminium

• Les pluies acides augmentent la solubilité de
  lAl dans les sols forestiers.

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Analyses par précipitation

• Méthodes analytiques
• Gravimétriques
• Titrages
• Analyses par précipitations pour discriminer des
  ions aux propriétés de solubilité différentes.
• Solution mixte de Ba2 et Ag
• Si on ajoute un excès de Cl- (e.g. NaCl), lAg
  va précipiter sous forme AgCl mais le Ba2
  restera en solution.
• Si on ajoute du SO42- (e.g. Na2SO4), le Ba2 va
  précipiter sous forme de BaSO4 mais lAg restera
  en solution.

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Précipitation?

• Pourrons-nous faire précipiter une solution 0.001
  M de Cl- avec du Ag 0.002 M ?
• 7.9510-8 M Cl- est beaucoup plus petit que 0.001
  M Cl- donc, il y aura précipitation.

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Analyse gravimétrique

• Ajout dexcès de précipitant (ex. Ag) pour doser
  Cl-. On recueille le précipité de AgCl, on le
  lave, et on le pèse pour déterminer la masse de
  Cl-.

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Titrage potentiométrique

• On ajoute encore de lAg pour précipiter le Cl-,
  mais là on utilise une électrode spécifique aux
  ions Ag pour faire le suivi de la concentration
  de Ag
• Au début du titrage, lAg quon ajoute précipite
  avec le Cl- pour former du AgCl et la
  concentration de lAg en solution naugmente pas
  et la réponse de lélectrode est constante.

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Titrage potentiométrique de Cl-

• Quand tous les ions Cl- ont été précipités, les
  ions Ag quon ajoute restent dans la solution et
  ne réagissent plus avec Cl qui est disparu de la
  solution. Le potentiel de lélectrode dAg
  augmente donc brusquement.

Volume au point équivalent

• Au point équivalent, le volume dAg ajouté
  correspond au nombre de moles de Cl- précipitées.