Solubilité du chlorure d'argent dans l'eau : conductimétrie ; mélange de solutions

le chlorure d'argent a pour formule AgCl et n'est que faiblement soluble dans l'eau. On appelle solubilité, notée s la concentration molaire de la solution saturée. Pour determiner la solubilité de AgCl on dissout ce solide dans de l'eau pure de telle sorte qu'une partie du solide ne se dissolve pas. On filtre la solution , la mesure de la conductance du filtrat permet de calculer sa conductivité. conductivité s = 1,38 10-6 S m-1. Ecrire l'equation de la dissolution dans l'eau du chlorure d'argent. AgCl(solide) = Ag+(aq) + Cl-(aq). En deduire une relation entre les concentrations molaires du cations et de l'anion en solution. La solution est électriquement neutre : [ Ag+(aq)] =[ Cl-(aq)] = s. Exprimer la relation entre la conductivité, les conductivités ioniques molaires des ions solvatées et la solubilite s. Expression entre conductivité s (S m-1), conductivité molaire ionique( S m2 mol-1) des ions lAg+, lCl- , solubilité s (mol m-3). s = lAg+ [Ag+] + lCl- [ Cl-] s =( lAg+ + lCl- ) s. Calculer la solubilité s du chlorure d'argent dans l'eau puis en grammes de chlorure d'agent par litre de solutions saturée. On donne : lAg+ =6,2 10-3 ; lCl- = 7,6 10-3 S m2 mol-1. s = s / ( lAg+ + lCl- ) = 1,38 10-6 / ((6,2+7,6) 10-3) = 1,38 10-3 /13,8 =1,00 10-4 mol m-3. s = 1,00 10-7 mol L-1. Masse molaire AgCl : M = 108+35,5 = 143,5 g/mol 1,00 10-7 *143,5 = 1,44 10-5 g/L. Une cellule conductimétrique comprend deux plaques parallèles d'aire S= 1,0 10-4 m2, distantes de d= 1,0 10-2 m. On applique une tension U= 0,10 V entre les plaques. La cellule est plongée dans une solution réalisée de la manière suivante : - V1 = 150 mL d'une solution de chlorure de potassium (K+aq + Cl- aq) telle que C1 = 0,100 mol/L - V2 = 350 mL d'une solution de chlorure de sodium (Na+aq + Cl- aq) telle que C2 = 0,050 mol/L. On donne : lK+ =7,3 10-3 ; lNa+ =5,0 10-3 ; lCl- = 7,6 10-3 S m2 mol-1. Exprimer et calculer l'intensité du courant circulant dans le circuit. Concentrations des ions en solution. Tous les ions étant compatibles en solution, aucune réaction chimique n'a lieu. Quantité de matière (mol) = concentration (mol/L) * volume (L). K+aq Cl- aq Na+aq solution 1 0,15*0,1=0,015 mol 0,15*0,1=0,015 mol solution 2 0,35*0,05 =0,0175 mol 0,35*0,05 =0,0175 mol Bilan 0,015 mol 0,0175+0,015 =0,0325 mol 0,0175 mol Volume total : 0,15+0,35 = 0,5 L. concentration (mol/L) = quantité de matière (mol) / volume (L). [K+aq]= 0,015/0,5 =0,03 mol /L = 0,03*1000 mol m-3 = 30 mol m-3. [Na+aq]= 0,0175/0,5 =0,035 mol /L = 0,035*1000 mol m-3 = 35 mol m-3. [Cl- aq]= 0,0325/0,5 =0,065 mol /L = 0,065*1000 mol m-3 = 65 mol m-3. Conductivité s ( S m-1) de la solution.   s =   lK+[K+aq] + lNa+ [Na+aq] +lCl- [Cl- aq] s = 7,3 10-3 *30 +5,0 10-3 *35 + 7,6 10-3 *65 s = 0,219 + 0,175 + 0,494 = 0,888 S m-1. Conductivité G ( S) de la solution. G = s S / d. G = 0,888 *1,0 10-4 / 1,0 10-2 =8,88 10-3 S. Intensité I ( A) I = G U. I = 8,88 10-3 *0,1 = 8,9 10-4 A. I = [ lK+[K+aq] + lNa+ [Na+aq] +lCl- [Cl- aq] ] SU / d.

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