Aurélie 6/6
 

Produit de solubilité ( chimie )

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Les ions Ni2+ donnent avec les ions CO32- un sel peu soluble NiCO3.

Le produit se solubilité se ce sel vaut Ks= 10-6.

On constitue 1 L d'une solution notée S contenant initialement 10-3 mol d'ion Ni2+ et 0,1 mol d'ion carbonate CO32-. On néglige la formation de H2CO3 dans ces conditions.

  1. Calculer les concentrations à l'équilibre de Ni2+, HCO3- et CO32-.
  2. Quelle est la solubilité de NiCO3 à pH=8 dans une solution de Na2CO3 initialement à 0,1 mol/L ? (sel soluble )
  3. A pH=8 la solution S est-elle limpide ?
    pKa(HCO3-/CO32-) = 10,3.

corrigé
NiCO3 = Ni2++CO32-.

produit de solubilité Ks = [Ni2+][CO32-] = 10-6 (1)

équilibre acidobasique : HCO3-+ H2O = CO32- + H3O+ ; Ka =[CO32-] [H3O+]/[HCO3-] (2)

conservation de l'élément carbone : [CO32-]+[HCO3-] = 0,1 (3)

(3) s'écrit : [CO32-](1+[HCO3-] / CO32-]) = 0,1 (4)

(2) s'écrit :[HCO3-] / [CO32-] = [H3O+] /Ka

repport dans (4) [CO32-](1+[H3O+] /Ka) = 0,1

[CO32-] = 0,1 /(1+[H3O+] /Ka) = 0,1/(1+1010,3h) en notant h=[H3O+]

[HCO3-] = 0,1-[CO32-] = 0,1- 0,1/(1+1010,3h)

[Ni2+] = Ks /[CO32-] = 10-6 (1+1010,3h) / 0,1 = 10-5 (1+1010,3h)

à pH=8 : on fait l'hypothèse que NiCO3 précipite

(1+1010,3h) = 1+1010,3 10-8 = 1+103,3 = 1996

[CO32-] = 0,1/1996 = 5,0 10-5 mol/L

[HCO3-] = 0,1-[CO32-] =0,1-5,0 10-5 =0,1 mol/L

[Ni2+] =10-5 *1996 = 2 10-2 mol/L, valeur supérieure à la concentration initiale 10-3 : donc NiCO3 ne précipite pas à pH=8 et la solution reste limpide.

solubilité de NiCO3 à pH=8 dans une solution de Na2CO3 initialement à 0,1 mol/L

on note s = [Ni2+], solubiité de NiCO3

produit de solubilité Ks = [Ni2+][CO32-] = s [CO32-] = 10-6 (1)

(1+1010,3h) = 1+1010,3 10-8 = 1+103,3 = 1996

[CO32-] = 0,1/1996 = 5,0 10-5 mol/L

s = [Ni2+] =10-5 *1996 = 2 10-2 mol/L.
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