Aurélie 05/11/08
 

 

Solutions : concentrations, tableau descriptif de l'évolution du système lycée.

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Carbonate de sodium et chlorure de sodium.

On dissout m1=7,42g de carbonate de sodium anhydre, non hydraté, de formule Na2CO3 (s) dans l'eau. On obtient V1=250,0 mL de solution acqueuse.

Exprimez la concentration C en soluté apporté en fonction de m1, V1 et de la masse molaire M1 du soluté. Déduisez-en les concentrations moliares effectives des espèces présentes en solution.

Quantité de matière de soluté = masse (g) / masse molaire (g/mol) : n = m1/M1.

Concentration molaire du soluté = quantité de matière (mol) / volume de la solution (L)
C =
m1
M1 V1
Masse molaire Na2CO3 (s) : M1 = 2*23+12+3*16 = 106 g/mol

Quantité de matière soluté : n = m1/M1 = 7,42/106 = 0,07 mol

Na2CO3 (s)= 2Na+(aq) + CO32-(aq).


avancement
Na2CO3 (s)
= 2Na+(aq)
+ CO32-(aq)
initial
0
0,07
0
0
en cours d'évolution
x
0,07 -x
2x
x
fin
xmax
0,07 -xmax
2xmax
xmax
0,07 -xmax = 0 soit xmax =0,07 mol

[Na+(aq)]= 2xmax / V1 =2 C = 2*0,07 / 0,25 = 0,56 mol/L.

[CO32-(aq)]= xmax / V1 =C = 0,07 / 0,25 = 0,28 mol/L.

 On ajoute V2=150,0 mL d'une solution aqueuse de concentration massique en chlorure de sodium égale à t2=11,7g.L-1.

Exprimez les quantités de matières d'ions présentes dans ces 150,0 mL, en fonction de V2, t2 et de la masse molaire M, puis calculez-les.

M= 23+35,5 = 58,5 g/mol ; V2 = 0,15 L
n(Na+) = n(Cl-) =
t2V2
M1
=
11,7*0,15
58,5
= 0,03 mol.
 

Quelles sont les concentrations molaires effectives des ions du mélange ?

Volume du mélange 0,25+0,15 = 0,4 L



n(Na+) mol
n(Cl-) mol
n(CO32-) mol
solution 1
0,56*0,25 =0,14

0,28*0,25 = 0,07
solution 2
0,03
0,03

mélange
0,14+0,03 = 0,17
0,03
0,07
[Na+]
=0,17/0,4 =0,425 ~0,43 mol/L ;

[Cl-] =0,03/0,4 =0,075 mol/L ;

[CO32-] =0,07/0,4 =0,175 ~0,18 mol/L.

 



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Solution saturée hydroxyde de calcium.

100 mL d'une solution aqueuse saturée d'hydroxyde de calcium ( Ca(OH)2 ) contient 0,185 g de soluté.

Calculer la concentration massique t du soluté.

t =
m
V
=
0,185
0,100
= 1,85 g L-1.

En déduire la concentration molaire C du soluté apporté.

Masse molaire Ca(OH)2 : M = 40+2(1+16) = 74 g/mol.

C=
t
M
=
1,85
74
= 2,5 10-2 mol L-1.

A partir de l'équation de dissociation et d'un tableau d'avancement, déduisez la concentration molaire effective des ions présents.

Ca(OH)2 (s)= Ca2+(aq) + 2 HO-(aq).


avancement
Ca(OH)2 (s)
= Ca2+(aq)
+ 2 HO-(aq).
initial
0
2,5 10-2*0,1 = 2,5 10-3
0
0
en cours d'évolution
x
2,5 10-3 -x
x
2x
fin
xmax
2,5 10-3 -xmax
xmax
2xmax
2,5 10-3 -xmax = 0 soit xmax =2,5 10-3 mol

[Ca2+(aq)]= xmax / V = 2,5 10-3 / 0,1 = 2,5 10-2 mol/L.

[HO-(aq)]= 2xmax / V = 2*2,5 10-3 / 0,1 = 5,0 10-2 mol/L.

Que se passe t-il si l'on ajoute de l'hydroxyde de calcium solide à cette solution ?

La solution étant saturée, on ne peut pas dissoudre davantage de soluté. Les concentrations des ions restent inchangées : le solide ajouté se retrouve au fond du récipient.








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