SOS physique-chimie

La solubilité du carbonate de magnésium MgCO3 est égale à s=302mmol/L à une température T.La solubilité s'exprime par la quantité maximale de matière de soluté solubilisé dans un litre de solution. Tout se passe à la température T.
1) Donner l'équation de la réaction de précipitation du carbonate de calcium (cette réaction conduit à un équilibre). Rappel : l'ion magnésium perd 2 électrons.
2) Déterminer la masse maximale de carbonate de magnésium que l'on peut dissoudre dans un litre d'eau à T (on considérera que la dissolution n'entraine pas de variation de volume : Vsolution =Veau)
3) Quelles sont les concentrations effectives des ions magnésium et des ions carbonates d'une solution saturée?
4) Déterminer la constante d'équilibre K de la réaction de précipitation ; expliquer. En déduire la constante d'équilibre K' de la réaction de dissolution du carbonate de magnésium dans l'eau à cette température.
On réalise un mélange à partir d'un volume V1=10mL d'une solution aqueuse de chlorure de magnésium de concentration apportée c1=0.10mol/L et d'un volume V2=10mL de solution aqueuse de carbonate de sodium de concentration apportée c2=0.10mol/L.
5) Déterminer le quotient de réaction initial (lorsque le mélange a été fait) de la réaction de précipitation. Comment va évoluer ce quotient?

Données : M(carbonate de magnésium)=84.3g/mol.

bonjour,
il faut préciser les problèmes que vous vous posez
sos 10

Rachel TS a écrit :La solubilité du carbonate de magnésium MgCO3 est égale à s=302mmol/L à une température T.La solubilité s'exprime par la quantité maximale de matière de soluté solubilisé dans un litre de solution. Tout se passe à la température T.
1) Donner l'équation de la réaction de précipitation du carbonate de calcium (cette réaction conduit à un équilibre). Rappel : l'ion magnésium perd 2 électrons.
2) Déterminer la masse maximale de carbonate de magnésium que l'on peut dissoudre dans un litre d'eau à T (on considérera que la dissolution n'entraine pas de variation de volume : Vsolution =Veau)
3) Quelles sont les concentrations effectives des ions magnésium et des ions carbonates d'une solution saturée?
4) Déterminer la constante d'équilibre K de la réaction de précipitation ; expliquer. En déduire la constante d'équilibre K' de la réaction de dissolution du carbonate de magnésium dans l'eau à cette température.
On réalise un mélange à partir d'un volume V1=10mL d'une solution aqueuse de chlorure de magnésium de concentration apportée c1=0.10mol/L et d'un volume V2=10mL de solution aqueuse de carbonate de sodium de concentration apportée c2=0.10mol/L.
5) Déterminer le quotient de réaction initial (lorsque le mélange a été fait) de la réaction de précipitation. Comment va évoluer ce quotient?

Données : M(carbonate de magnésium)=84.3g/mol.

bonjour,
voila je pense que pour la première question l'équation est : Mg(2+)(aq)+CO3(2-)(aq)=MgCO3(s).
Mais je ne sais pas comment procéder pour la seconde car je pense qu'il existe un rapport entre la solubilité, la masse et le masse molaire mais je ne sais pas laquelle.

bonsoir,
la première réponse est juste
la solubilité est la quantité de matière maximale n ( mol)que l'on peut dissoudre dasn un litre de solution
sos10

Rachel TS a écrit :bonjour,
voila je pense que pour la première question l'équation est : Mg(2+)(aq)+CO3(2-)(aq)=MgCO3(s).
Mais je ne sais pas comment procéder pour la seconde car je pense qu'il existe un rapport entre la solubilité, la masse et le masse molaire mais je ne sais pas laquelle.

Bonjour,
Alors si j'ai bien compris dire que la solubilité est la quantité de matière maximale n ( mol)que l'on peut dissoudre dans un litre de solution revient ici à dire que n=s (la solubilité s=302mmol/L) *1(L)=302mol. Et donc après on utilise la formule m=n*M, pour trouver la masse. Donc, m=302*84,3=25458,6g.

Pour la 3e question, il faudrait calculer les concentrations lorsque m>25458,6g, mais je ne vois pas bien comment faire. Merci pour votre aide

Bonjour Rachel. Je crois que vous avez commis une petite erreur dans votre calcul de la masse. La quantité de matière était exprimée en mmol. Il y a un facteur 10^-3 à prendre en compte.
Pour ce qui est de la 3ème question, vous avez raison de considérer que la solution est saturée, mais revenez à la définition de la solubilité, la masse de soluté dissous(ou la quantité de matière) peut-elle être supérieure à la solubilité?
Lorsque vous aurez répondu à cette question, il vous restera à faire un simple tableau d'avancement de la réaction MgCO3=Mg2+ + CO32-
Je m'absente une bonne heure et reviens vers vous si besoin. N'hésitez pas à nous recontacter.

Je ne comprend pas bien puisque m et n dépendent l'un de l'autre que signifie le fait que m>nmax dans un litre ??
Et pour le tableau d'avancement, l'équation ne serait pas plutôt Mg(2+)+CO3(2-)=MgCO3?? Merci d'avance.

Vous ne pouvez pas avoir m>mmax! Toute la masse supérieure à mmax ne sera pas dissoute. Par exemple, si la solubilité du sel dans l'eau est de 360g/L, si vous mettez 400g dans de l'eau et que vous obtenez 1l de solution, il vous restera 40g de sel non dissous!
Pour ce qui est de la question 3, je maintiens l'équation de la réaction: MgCO3=Mg2+ + C32-. En effet, à la question 2, on vous demandait "quelle est la masse maximale que l'on peut dissoudre", on suppose donc que l'on part du solide et que l'on obtient les ions après dissolution. On vous demande les concentrations effectives des ions!

Merci, je pense avoir compris.
Voici le tableau.
MgCO3 = Mg(2+) + CO3(2-)
xi 302*(10^-3) 0 0
xf 302*(10^-3)-xf xf xf

Et comme il s'agit d'une solution saturée alors tout le réactif n'est pas consommé, le dissolvant ne pouvant le dissoudre entièrement. Alors, dans ce cas comment trouver les concentrations en ions?

Attention, il ne s'agit pas du dissolvant mais du solvant tout court! Vous avez raison, tout le réactif (carbonate de magnésium) n'est pas consommé, mais vous savez que vous avez atteint la solubilité, c'est à dire la quantité de matière maximale que vous pouviez dissoudre. Vous pouvez donc continuer votre tableau d'avancement...

Merci, donc cela signifie que xf=xi=302*(10^-3). Donc les concentrations sont les mêmes et sont égales à n/V, soit à 302*(10^-3)mol/L. Est-ce correct??
Pour la 4e question, on écrit que K= 1/[Mg(2+)éq] *[CO3(2-)éq ]. Le numérateur étant égal à 1, car le produit formé est un solide et non une espèce dissoute. et K'=[Mg(2+)éq] *[CO3(2-)éq]. cette fois-ci le dénominateur étant égal à 1.
Par contre, pour K à l'instant initial je ne vois pas comment utiliser les volumes des différentes solutions puisque dans le quotient de réaction seul interviennent les concentrations.

Bonsoir Rachel, pour les questions 3 et 4, vous avez raison. je vous fais simplement remarquer que la constante K' est égale à 1/K.
Pour la question suivante, les volumes vous permettent de calculer les quantités de matière apportées en ions et ainsi d'en déduire les concentrations initiales (le volume final étant égal à la somme des deux volumes).
Vous êtes sur la bonne voie.

On a : -V1=10mL d'une solution aqueuse de chlorure de magnésium de concentration apportée c1=0.10mol/L
-V2=10mL de solution aqueuse de carbonate de sodium de concentration apportée c2=0.10mol/L.
Donc on a les mêmes quantités de matières apportées qui sont donc égales à : n=0.10*(10*^(-3))=0.001mol, soit 1mmol.
Et pour obtenir les concentrations initiales, il faut diviser chacune des quantités de matières apportées par la somme des volumes, soit 1/(10+10)=0.05mmol/L. Donc K initial = 1/(2*0.05)=10 (car réaction de précipitation).Est-ce cela??

Bonsoir Rachel,

Le principe de calcul est correct mais vous avez commis une erreur d'unité dans le calcul de la concentration et une erreur plus "grossière" dans le calcul de la constante K : regardez bien l'expression de K.....
J'attends votre nouvelle réponse.

Dans le calcul de K, K=1/(0.05*0.05), soit K=1/(0.05)²=400. Par contre dans l'autre calcul je ne vois pas mon erreur d'unité!!! Car une première fois j'ai tout convertis en mol puis une seconde fois tout est en mmol.