SOLUTIONS AQUEUSES NOTION DE PH

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1 SOLUTIONS AQUEUSES NOTION DE PH OBJECTIFS DU COURS Enoncer quelques propriétés de l eau. Déterminer expérimentalement le ph d une solution aqueuse. 1. Quelques ions monoatomiques Formule Nom cuivre fer II ou ferreux bromure zinc aluminium calcium potassium chlorure 2. Quelques ions polyatomiques Formul e Nom hydroxyd e Nitrat e sulfate carbona te ammoniu m hydron ium bichroma te permanganate 3. Quelques composes ioniques Nom Chlorure de Sodium Sulfate de sodium Sulfate de cuivre Carbonate de sodium Formule ionique Formule statistique

2 4. Tableau récapitulatif des tests d indentification de quelques ions testé argent Réactif utilisé (Solution employée) chlorure (chlorure de sodium) Observations Equation Bilan de la réaction Précipité blanc de chlorure d argent qui noircit à la lumière. sulfate Précipité blanc de sulfate de baryum baryum (sulfate de Zinc) sodium La flamme Flamme jaune Flamme bleu-verte Précipité bleu d hydroxyde La flamme de cuivre II qui se dissout cuivre hydroxyde dans un excès (hydroxyde de sodium) d ammoniaque fer II fer III zinc hydroxyde (Hydroxyde de sodium) hydroxyde (Hydroxyde de sodium) hydroxyde (Hydroxyde de sodium) Précipité vert d hydroxyde de fer II Précipité de rouille d hydroxyde e fer III Précipité blanc d hydroxyde de zinc qui se dissout dans un excès d hydroxyde de sodium. chlorure hydroxyde sulfate carbonate nitrate phosphate argent (nitrate d argent) métallique (solution ion métallique) Ex : ion cuivre II (Sulfate de cuivre II) baryum (chlorure de baryum) Métal cuivre Acide sulfurique ( ) + acide nitrique argent (nitrate d argent) Précipité blanc de chlorure d argent qui noircit à la lumière. Précipité blanc d hydroxyde de métal M Ex : précipité bleu d hydroxyde de cuivre II Précipité blanc de sulfate de baryum Dégagement de dioxyde de carbone qui trouble l eau de chaux Coloration bleue de la solution et dégagement de vapeurs rousses de dioxyde d azote Précipité jaunâtre de phosphate d argent. 5. Masse molaire C est la masse d une mole d une espèce donnée : où : la masse en et : la quantité de matières en mol et : la masse molaire en g / mol.

3 6. Les solutions aqueuses 6.1. Définition Une solution aqueuse est un mélange homogène dans lequel l eau est le solvant. Le corps dissout est appelé soluté et l opération dissolution. Exemple : on dissout le chlorure de calcium dans l eau ; on obtient une solution aqueuse. Equation-bilan : Bilan molaire : 6.2. Le pouvoir dissolvant de l eau L eau est un solvant ionisant, hydratant et dispersant Concentration molaire La concentration molaire d une espèce chimique A présente dans une solution de volume V est : avec en mol/l ; la quantité d matière du soluté A en mole (mol) ; V en litre (L) Concentration massique La concentration massique d une espèce chimique A présente dans une solution de volume V est : avec ; masse du soluté A en grammes(g) et V en litres (L). Remarque : on montre que la masse molaire la concentration molaire. Démonstration : 6.5. Solution commerciale Avec concentration de la solution commerciale (en mol/l) ; % pourcentage de soluté ; M masse molaire (en ) ; la masse volumique (en g/l) Dilution Lors d une dilution, la concentration molaire C du soluté diminue, le volume V de la solution augmente mais la quantité de matière de soluté ne varie pas. Ce qui donne : solution initiale (solution non diluée). Remarque : Où f représente la solution finale (Solution diluée) et la

4 On appelle rapport ou coefficient ou taux de dilution le nombre 7. L autoprotolyse de l eau 7.1. Définition Deux molécules d eau peuvent réagir entre elles selon l équation-bilan suivante : ou plus simplement 7.2. Le produit ionique de l eau L équation de l autoprotolyse de l eau est caractérisée par constante l eau telle que :. Cette constante est sans unité. appelée produit ionique de Remarque : dépend de la température ; par exemple à,. 8. Le ph de Solution aqueuse Le ph d une solution aqueuse et sa concentration en ion hydronium sont liés par la relation : de la température ; par exemple, à il depend Si alors la solution est acide et, Si alors la solution est acide et, Si alors la solution est acide et, 9. Électro neutralité une solution a. Définition Dans une solution aqueuse, la somme des charges des ions positifs est égale à la valeur absolue de la somme es charges des ions négatifs : on dit que la solution est électriquement neutre. b. Equation Exemple : solution aqueuse de chlorure de calcium

5 10. Quelques indicateurs Indicateur coloré Teinte acide Zone de virage Teinte basique hélianthine Rouge Jaune Bleu de bromothymol Jaune Bleu phénolphtaléine Incolore Rose 11. Méthodes pratiques : Comment calculer la concentration molaire d une espèce chimique dans la solution donnée? a. Solution S de concentration C contenant l espèce chimique X La concentration molaire de l espèce X est donnée par : est le coefficient stœchiométrique devant l espèce composé contenant dans l équation-bilan de dissolution du Exemple : concentration molaire des ions et dans la solution de chlorure de calcium de concentration. Equation-bilan : b. Mélange d une solution de concentration et de volume contenant l espèce X avec une solution de concentration ne contenant pas l espèce chimique X. La concentration molaire de l espèce X est donnée par est le coefficient stœchiométrique devant l espèce composé contenant. dans l équation-bilan de dissolution du Exemple : concentration molaire des ions et dans la solution de chlorure de obtenue en mélangeant une solution de chlorure de calcium de concentration et de volume avec une solution de sulfate de cuivre II de concentration et de volume. Equations bilans :

6 c. Mélange d une solution de concentration et de volume avec une solution de concentration et de volume toutes contenant l espèce X. La concentration molaire de l espèce est donnée par sont les coefficients stœchiométriques respectifs devant l espèce bilan de dissolution des composés. dans l équation Exemple : concentration molaire des ions dans la solution obtenue en mélangeant une solution de chlorure de calcium de concentration et de volume avec une solution de chlorure de sodium de concentration et de volume. Equations-bilans :