Eau de pluie

[Alexis Spé Physique]

Bonjour à tous,

J'ai un problème à résoudre, mais je ne sais pas par où commencer ( Sujet => http://lgrossheny.free.fr/jbs/cariboost ... 0pluie.pdf )


Je pensais trouver la concentration en CO3^2- dans un premier temps, qu'en pensez vous ?

Merci d'avance de votre aide.

[SoS(40)]

Bonjour,

C'est un bon début de calculer cette concentration en utilisant les données du document 5. Quelle autre concentration pourriez vous calculer?

[Alexis Spé Physique]

On pourrait calculer la concentration en H3O^+ ?

Mais je ne sais pas comment démarrer pour calculer cette concentration

[SoS(40)]

Bonjour Alexis,

Quelle valeur avez vous trouvée pour \([CO _ 3 ^"2-"]\)? Pour calculer la concentration en ions oxonium \([H _ 3 O ^"+"]\), vous disposez de la valeur du pH de l'eau de pluie. Il faut retrouver dans votre cours la relation entre \([H _ 3 O ^"+"]\) et le pH.
N'hésitez pas à revenir.

[Alexis Spé Physique]

[H3O^+] = 10^-pH = 10^-5,6 = 2,51.10^-6 mol.L-1

Du coup, pour trouver [CO3^2-], on utilise les formules du KA1 et KA2.

KA1 = 4,27.10^-7
[HCO3^-] x [ H3O^+ ] = 4,27.10^-7 x [ CO2, H2O ] = 5,12.10^-12

Donc [HCO3^-] = 5,12.10^-12 / [H3O^+] = 2,04.10^-6 mol.L^-1

On peut donc déduire [CO3^2-] :

KA2 = 4,79.10^-11

[CO3^-2] = ( 4,79.10^-11 x [HCO3^-] ) / [H3O^+] = 3,89.10^-11 mol.L-1

Qu'en pensez vous ?

[SoS(40)]

Votre réponse est exacte pour la concentration en ions \(H _ 3 O ^"+"\). Par contre en déterminant ainsi la concentration en ions \(CO _3 ^"{2-}"\), comment allez pouvoir finir votre explication en utilisant les autres documents?

[Alexis Spé Physique]

Je ne sais pas trop .. Il faudrait prouver qu'il y a une précipitation du carbonate de zinc pour une certaine concentration de [CO2,H2O] non ?

[SoS(40)]

Oui c'est cela prouver qu'il y a précipitation du carbonate de zinc dans les conditions proposées soit pour la concentration en \([CO _2 ,H _2 O]\). Donc vous devez déterminer la concentration en ions \(CO _3 ^"{2-}"\) dans le cas où ces ions précipitent.
A vous

[Alexis Spé Physique]

On sait que lorsque les ions précipitent, [Zn^2+] x [CO3^2-] >= 1,0.10^-11
Donc pour [CO3^2-] >= (1,0.10^-11) / 0,4 = 2,5.10^-11

Du coup, mon calcul précédent serait juste, mais je ne vois pas comment faire autrement ..

[SoS(40)]

Oui , il ne faut pas oublier l'unité de cette concentration. Pour vérifier que la précipitation a lieu, il vous reste à déterminer la concentration en \([CO _2 ,H _2 O].\). A vous

[Alexis Spé Physique]

On connait déjà la concentration en [CO2, H2O], qui est de 1,20.10^-5 mol.L-1 non ?

[SoS(40)]

Oui, cette donnée va vous permettre de dire si la précipitation des ions carbonate a lieu avec les eaux de pluie en la comparant avec la valeur de cette concentration qu'il vous reste à calculer .A vous

[Alexis Spé Physique]

[CO3^2-] = 3,89.10^-11 mol.L-1
[H3O^+] = 2,51.10^-6

KA2 = ( [CO3^2-] x [H3O^+] ) / [HCO3^-]

Donc [HCO3^-] = ( [CO3^2-] x [H3O^+] ) / KA2 = 2,04.10^-6 mol.L-1

( [HCO3^-] x [H3O^+] ) / [CO2,H2O] = KA1

Donc [ CO2, H2O ] = ( [HCO3^-] x [ H3O^+] ) / KA1 = 1,20.10^-5 mol.L-1

Je ne vois pas comment continuer ..

[SoS(40)]

Reprenons, vous aviez trouvé \([H3O^+] = 10^ "{-pH} "= 2,51.10^ "{-6}" mol.L^" {-1}"\) et \({[CO3^ "{2-}"]} \geq {2,5.10^"{-11}" mol.L ^" {-1}"}\).

Puis [HCO3^-] = ( [CO3^2-] x [H3O^+] ) / KA2 et ne calculer pas cette valeur. maintenant avec l'expression de KA1 établir une relation entre \({[CO3^ "{2-}"]}\) et \([CO _2 ,H _2 O]\). A vous

[Alexis Spé Physique]

D'accord, je vois :

[HCO3^-] = ( KA1 x [CO2,H2O] ) / [ H3O^+ ]

( [CO3^2-] x [H3O^+] ) / KA2 = ( KA1 x [CO2,H2O] ) / [ H3O^+ ]

[CO3^2-] x [H3O^+] = ( KA1 x KA2 x [CO2,H2O] ) / [ H3O^+ ]

[CO3^2-] = ( 2,05.10^-17 x [CO2,H2O] ) / ( [ H3O^+ ] )²

[CO3^2-] = ( 2,05.10^-17 x [CO2,H2O] ) / 6,30.10^-12

6,30.10^-12 x [CO3^2-] = 2,05.10^-17 x [CO2,H2O]

Si on remplace [CO3^2-] par 2,5.10^-11, on trouve une valeur pour [ CO2,H2O ] de 7,68.10^-6 mol.