Cours du 09 Mars 2015 (dissolution)

• A retenir :
  • NH₃ = ammoniac   et   NH₄⁺ = ion ammonium
  • Fe = Fer   et   Fe²⁺ = ion ferreux   et   Fe³⁺ = ion ferrique
  • H₂SO₄ = acide sulfurique   et   SO₄²⁻ = ion sulfate
  • HCl = acide chlorhydrique   et   Cl⁻ = ion chlorure
• exercice de révision 1 : Sel de Mohr
  • Le sel de Mohr est un solide ionique vendu sous forme hexahydratée. sa formule est (NH₄)₂ Fe (SO₄)₂, 6H₂O.
  • a) Déterminer la charge de l'ion Fe dans cette formule.
    NH₄⁺, Fe^{2 ou 3}, SO₄²⁻
    équilibre des charges : 2 + q(Fe) + 2(−2) = 0
    q(Fe) = 2 : Fe²⁺
  • b) Écrire l'équation de dissolution de ce solide dans l'eau.
    [(NH₄)₂ Fe (SO₄)₂, 6H₂O]_(s) → 2 NH₄⁺_(aq) + Fe²⁺_(aq) + 2 SO₄²⁻_(aq) + 6 H₂O
  • c) Quelle est la masse molaire M du sel de Mohr. (Fe : 55,8 ; S : 32,1 ; N : 14 ; H : 1 ; O : 16 g/mol)
    M = 2 M(N) + 20 M(H) + M(Fe) + 2 M(S) + 14 M(O)
    M = 2 × 14 + 20 × 1 + 55,8 + 2 × 32,1 + 14 × 16 = 392 g.mol⁻¹
  • d) Quelle masse m de ce solide faut-il dissoudre dans l'eau pour obtenir V = 50 mL
        d'une solution à la concentration [Fe²⁺] en ion fer de 3,0.10⁻² mol.L⁻¹ ?
    n = m / M   =>   m = n M
    C = n / V   =>   n = C V
    m = C V M = 3,0.10⁻² mol.L⁻¹ × 0,050 L × 392 g.mol⁻¹ = 0,588 g
  • e) Quelle sera alors la concentration molaire des ions ammonium et sulfate présents en solution ?
    n(NH₄⁺) = n(SO₄²⁻) = 2 n(Fe²⁺)
    en divisant par V : [NH₄⁺] = [SO₄²⁻] = 2 [Fe²⁺] = 6,0.10⁻² mol.L⁻¹
  • prise en compte de l'eau apportée par le sel de Mohr :
    m(eau) = n(H₂O) M(H₂O) = 6 × n(Fe²⁺) × 18 = 0,162 g
    comparée au 50 g d'eau : peut être négligée
• exercice de révision 2 : FeCl₃
  On désire préparer 100 mL dune solution de chlorure de fer (III)
      telle que la concentration molaire en ions chlorure soit [Cl⁻] = 0,750 mol.L⁻¹.
  Quelle masse de chlorure de fer (III) solide doit-on peser pour préparer la solution ?

  équation de dissolution	FeCl3(s)	→	Fe3+(aq)	+	3 Cl−(aq)
  état initial	ns		0		0
  état final	0		ns		3 ns

  nombre de moles de Cl⁻ : n(Cl⁻) = [Cl⁻] V = 0,750 × 0,1 = 0,075 mol
  nombre de moles de FeCl₃ : n(Cl⁻) = 3 n_s   =>   n_s = n(Cl⁻) / 3 = 0,025 mol
  M(FeCl₃) = M(Fe) + 3 M(Cl) = 55,8 + 3 × 35,5 = 162,3 g.mol⁻¹
  masse de FeCl₃ : m = n(FeCl₃) M(FeCl₃) = 0,025 mol × 162,3 g.mol⁻¹ = 4,0575 g
• exercice de révision 3 : concentration
  A partir d'une solution de FeCl₃ (V₁ = 100 mL, C₁ = 0,25 mol.L⁻¹),
  on souhaite obtenir une solution (V₂ = 100 mL, C₂ = 0,1 mol.L⁻¹)
  comment procéder ?
  • 1) on cherche le nombre de moles souhaitées : n₂ = C₂ V₂ = 0,1 × 0,1 = 0,01 mol
  • 2) on calcule le volume V de la première solution contenant n₂ moles :
    n₁ = C₁ V₁ = 0,25 × 0,1 = 0,025 mol
    pour obtenir n₂ = 0,01 mol : V = n₂ / C₁ = 0,01 / 0,25 = 0,04 L
    • 0,1 L → 0,025 mol
    • V ? → 0,01 mol
    • règle de trois : V = 0,1 × 0,01 / 0,025 = 0,04 L = 40 mL
    • on verse 40 mL du premier récipient dans le second
  • On complète le second récipient à V₂ = 100 mL : on ajoute 60 mL d'eau
• sos maths
• sos physique

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