SOLUTION LIQUIDE/SOLIDE

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1 SOLUTION LIQUIDE/SOLIDE Objectifs : Prédire la solubilité de composé Connaître les propriétés des solutions liquide solide Définir la précipitation Prédire la grandeur ph d une solution

2 2 Rappel Loi de Raoult Un contenant rigide et fermé, contient un mélange liquide à l'équilibre avec un mélange gazeux à une température de 30,0 C La pression partielle de l air sec est de 100kPa. La partie liquide est un mélange d eau et de méthanol à 40% mol en méthanol. 1. Calculez la pression de vapeur de la solution. 2. Calculez la pression totale au dessus du liquide. 3. Quelle est la fraction molaire dans le gaz du méthanol? 4. Que vaut l humidité relative?

3 3 Rappel Loi de Raoult suite 5. On augmente la température à 50 C. La composition du liquide est inchangée. a) Est-ce que la pression partielle d air sec a changé? b) Est-ce que la pression de vapeur de l eau a changé? c) Est-ce que la pression de vapeur du méthanol a changé? d) Est-ce que la pression totale a changé? Si vos réponses sont oui, calculez les nouvelles valeurs.

4 4 Rappel Définition Mélange homogène. Solution Une seule phase est visible à l oeil nu. Mélange hétérogène : suspension Séparable par gravité ou filtration Suspension colloïdale : entre la suspension et la solution Particules très petites invisibles à l oeil nu Opacité due à ces particules

5 5 Rappel Définition Solution : mélange constitué d'un solvant et de soluté. Solvant : liquide qui a la propriété de dissoudre et de diluer d'autres substances sans les modifier et ni se modifier lui-même. Un soluté est un corps dissout dans une solution. Solubilité : Quantité maximale de soluté pouvant être dissous dans une quantité donnée de solvant à une température donnée.

6 6 Que se passe t il lors d une dissolution? Cl - Cl - Na + Cl - Cl - Na + Cl - Na + Cl - Na + Cl - Na + Cl - Na + Na + Cl - Na + Na +

7 7 Les différentes solutions Les électrolytes Substance qui une fois dissoute dans un solvant, forme une solution conductrice d électricité Les non électrolytes Forme dans le solvant, une solution qui n est pas conductrice d électricité. Électrolyte faible Contient peu d électrons Électrolyte fort sucre sucre sucre sucre sucre Contient beaucoup d électrons sucre sucre sucre

8 8 Exemple On regarde dans le tableau des règles de solubilité pour connaître la règle qui correspond à chaque composé. Quels composés sont solubles dans l eau? (NH 4 ) 2 SO 4 BaF 2 Al 2 O 3 Pb(NO 3 ) 2 Na 2 S Écrivez les équations de dissolutions pour les sels solubles dans l eau.

9 9 Principe Réaction entre un anion et un cation Anion : sa charge est négative Cation : sa charge est positive Anion + Cation Précipité Il faut équilibrer l équation chimique pour que le précipité ait une charge nulle. Un précipité est un solide insoluble qui se sépare de la solution La charge du précipité est égale à zéro!

10 10 Exemple NaCl + AgNO 3 Na + (aq) + NO - 3(aq) + AgCl (s) Na +, Cl -, Ag +, NO - 3 Na +, NO - 3, AgCl (s)

11 11 Exemple Mélange d une solution aqueuse NaOH avec une solution aqueuse contenant des cations métalliques. Écrivez les équations de précipitations

12 12 Exemple On mélange une solution aqueuse de AgClO 3 et une autre de NiSO 4. Quels sont les précipités formés? Ni 2+ Ag + 2 SO 4 S I ClO 3 S S On voit que le précipité est formé par les ions Ag + et SO 4 2 : 2 Ag + + SO 4 2 Ag 2 SO 4(s) Il faut 2 charges positives pour compenser les deux charges négatives

13 13 Exercice On mélange deux solutions : Solution 1 : 1L d une solution aqueuse de CaCl 2, dont la molarité est de 2mol/L Solution 2 : 2L d une solution aqueuse de NaF dont la molarité est de 0,8mol/L. 1. Calculez le nombre de mole de chaque ion au départ. 2. Déterminez le(s) précipité(s) formé(s). 3. Écrivez l équation de la réaction de précipitation. 4. Déterminez le réactif limitant de la réaction de précipitation. 5. Calculez le nombre de moles du précipité. (la conversion et le rendement sont 100%) 6. Calculez le nombre de moles d ions après la réaction de précipitation.

14 14 Formule Molarité : Molalité : Tous les ions présents dans la solution Partie par million : 1ppm = 1mg soluté 1L d eau Partie par milliard : 1ppb = 1μg soluté 1L d eau

15 15 Pression de vapeur Évolution de la pression de vapeur d un constituant au-dessus d une solution idéale à température constante. P solvant x(solvant pur) = 1 Soluté pur x(solvant pur) = 0 P solution = P solvant x solvant Fraction molaire du solvant dans le liquide

16 16 Exercice On est après la réaction de précipitation. n(ca) = 1,2 mol n(na) = 1,6 mol n(cl) = 4 mol V solution = 3L 1. Calculez le nombre de moles d eau. On considère que dans 1L de solvant, il y a 1kg d eau. 2. Déduisez en la fraction molaire de l eau dans ce mélange. 3. Quelle est la pression de vapeur de la solution à 25 C?

17 17 Exemple Quelle est la pression de vapeur de l'eau au-dessus d'une solution de glucose 1,00mol/kg à 20ºC.

18 18 Conclusion molalité = n ion ou n(soluté) m(solvant) mol/kg Pression de vapeur de la solution : P solution = P solvant x solvant Augmentation du point d ébullition : T b = K b molalité T b solution = T b solvant + T b Diminution du point de congélation (ou fusion) : T c = K c molalité T c solution = T c solvant T c K b et K c se trouvent dans le tableau 3.2

19 19 Exercice On est après la réaction de précipitation. n(ca) = 1,2 mol n(na) = 1,6 mol n(cl) = 4 mol V solution = 3L 3kg 1. Calculez la molalité de la solution après la réaction de précipitation. 2. Déduisez la température d ébullition de la solution. 3. Déduisez la température de congélation de la solution.

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = 10-14 = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = 10-14 = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide La constante d autoprotolyse de l eau, K W, est égale au produit de K a par K b pour un couple acide/base donné : En passant en échelle logarithmique, on voit donc que la somme du pk a et du pk b d un

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