Conductimétrie - réaction acido-basique

[Daphné - 1ère S]

Bonjour, pour la semaine prochaine j'ai un exercice à faire mais je bloque à la dernière question.
C'est pourquoi j'aimerais si cela est possible que vous m'aidiez. Je vous remercie infiniment d'avance pour votre future aide et réponse!
Daphné.

Voici l'énoncé en entier:

On considère 1.0 L d'une solution de chlorure d'ammonium de concentration c = 1.0 X 10-² mol.L-1
a)Quels sont les ions présents dans cette solution ?
b)Lequel est un acide ?
c) calculer la conductivité de cette solution.
d)On ajoute à cette solution 1.0 X 10^-3 mol d'hydroxyde de potassium. Quels sont les ions présents dans ce solide ionique ?
e)Lequel est une base?
f)Déterminer l'équation chimique de la réaction qui a lieu lors de l'ajout d'hydroxyde de potassium à la solution de chlorure d'ammonium.
g)Dresser son tableau d'avancement et calculer la conductivité de la solution à l'état final.

Mes réponses :
a) Les ions présents sont : NH4+ + Cl-
b) L'acide est NH4+
c) [NH4+]= [Cl-] = c
sigma = lambda NH4+ * [NH4+] + lambda Cl- * [Cl-]
[...]
sigma = (lambda NH4+ + lambda Cl-)10
sigma ≈ 1.5 * 10^ -1 Sm-1
d) Les ions présents sont K+ + HO-
e) La base est HO-
f) NH4+ + HO- ------> NH3 + H2O
g) Je n'arrive pas à faire le tableau d'avancement !

Est-ce bon jusqu'à présent ?
Merci!

[SoS(12)]

Bonsoir Daphné,

Les réponses me semblent tout à fait correctes.
Je ne connais cependant pas les valeurs des condictivités molaires ioniques des ions NH4+ et Cl-, mais je vous fais confiance pour ce calcul.

Pour ce qui est du tableau d'avancement, je vous rappelle que dans la première ligne, vous indiquez les quantités initiales, comme si aucune réaction n'avait eu lieu.
Dans la deuxième ligne, on écrit la quantité de matière restante pour chaque réactif et formée pour chaque produit, en utilisant l'avancement x:
* pour un réactif : n(initial) - coeff stoechiométrique*x
* pour un produit : n(initial) + coeff stoechiométrique*x
Ici pas de coeff stoechiométrique (=1), donc c'est encore plus simple.
Dans la troisième ligne, l'état en fin de réaction, ici lorsqu'un des deux réactifs (celui en défaut) aura été totalement consommé. (ce qui vous permet de déterminer xf, donc ce qui reste de l'autre).

Dans cette réaction, il y a donc disparition d'ions et formation d'espèces neutres. Quelle incidence sur la conductivité ?

[Daphné - 1ère S]

Bonsoir, merci pour votre réponse mais le problème n'est pas le tableau d'avancement en lui-même mais c'est au niveau des quantités de matières de NH4+, HO- et NH3, on ne peut pas les trouver car on n'a aucune information permettant d'appliquer une formule, non ?

[SoS(12)]

Vous connaissez la concentration et le volume de la solution initiale, donc la quantité de matière initiale de NH4+.
Vous connaissez également la quantité de matière initiale de HO-.

Il n'est donc pas très difficile de déterminer lequel des deux est en excès, et lequel des deux est en défaut ... donc l'état final attendu.

[Daphné - 1ère S]

Bonjour,
Oui mais le volume et la concentration sont pour NH4+ et Cl-, on a quand même le droit de l'utiliser seulement pour NH4+ ? Et idem pour HO- ?
Merci!

[SoS(13)]

Bonjour Daphné,
Tous ces ions "barbotent" dans la même solution, donc le volume les concerne tous.
Les ions ammonium et chlorure sont apportés en quantités égales donc leurs concentrations sont égales.
Pour les ions hydroxydes, l'énoncé vous en donne directement la quantité de matière.
Cela répond-t-il à vos questions ?

[Daphné - 1ère S]

Bonjour, oui merci j'ai compris !
Cela fait donc :
n°(NH4+) = C*Vsol = (1.0 * 10^ -2) * 1.0 = 1.0 * 10^ -2 mol.
n°(HO-) = 1.0 * 10^ -3 mol.

n°(NH4+) > n°(HO-)
HO- est le limitant et NH4+ en excès, mais H2O l'est aussi; c'est possible qu'il y ait deux espèces en excès?

[SoS(6)]

En règle générale, s'il y a plus de deux réactifs il peut y en avoir deux en excès oui. Mais ce n'est pas le sujet qui nous intéresse.
Vos calculs et votre raisonnement sont bons, le seul problème est pour l'eau... pour être en excès il faudrait qu'il soit un réactif... Mais...Vous avez écrit l'équation de la réaction ...Est-ce un réactif?

[Daphné - 1ère S]

Bonjour, non en effet H20 est un produit dans la réaction!

[Daphné - 1ère S]

Bonjour, j'ai fais mon tableau d'avancement et voici ce que cela donne (Désolé pour la mauvaise mise en page) :

Avancement : NH4+ + HO- ------> NH3 + H2O
______________________________________________________
x=0 : 1.0*10^-² (Excès) / 1.0*10^ -3 (Limitant) / 0 / 0
_____________________________________________________
x : 1.0*10^-² -x / 1.0*10^ -3-x / x / x
_____________________________________________________

xmax : 1.0*10^-² - xmax / 1.0*10^ -3-xmax / xmax / xmax

xmax=1.0*10^-² - 1.0*10^ -3 = 9.0 * 10^ -3 (NH4+) / =0 (limitant) = 1.0*10^ -3 (HO-) / = 1.0*10^ -3 (NH3) / = 1.0*10^ -3 (H2O)


Est-il normal que je trouve 9.0 * 10^ -3 pour NH4+ ?, cela me parait un peu bizarre...
Merci d'avance!

[SoS(13)]

Bonsoir Daphné,
Non, rien n'est bizarre jusqu'à présent. Continuez dans cette voie.
Deux remarques toutefois, dans le tableau d'avancement, l'eau est le solvant donc en trés large excès et HO- limitant est à 0 à l'état maximal, mais je pense qu'il s'agit d'une faute de frappe.
Bon courage pour la fin.

[Daphné - 1ère S]

Ok merci !
Mais en ce qui concerne H2O, "sos(6)" m'a dit qu'il était en excès que s'il faisait parti des réactifs.. or c'est un produit... je ne comprends pas très bien là...

[SoS(13)]

Dans une solution aqueuse, il y a essentiellement de l'eau, donc il ne fait aucun doute que celle-ci soit en trés grande quantité. Dans un tableau d'avancement, on notera "beaucoup" ou "excès".
Sos(6) vous parlait du réactif en excès par comparaison avec le réactif en défaut et à ce stade l'eau n'était pas un réactif, donc ne pouvait apparaître dans cette comparaison.
Mais je vous confirme, l'eau, en tant que solvant, sera toujours en excès.

[Daphné - 1ère S]

D'accord, j'ai compris !
Et enfin je dois calculer la conductivité de la solution à l'état final, je dois me servir de xmax de NH3 ?
Mais xmax c'est la quantité de matière, alors je ne comprends pas comment on peut obtenir la conductivité,
j'ai regardé dans mon cours et il n'y a aucune formule, comment dois-je procéder?
Merci d'avance!

[SoS(13)]

Daphné, vous avez déjà calculé une conductivité à la question c).
Vous allez donc faire de même.
1. Chercher les ions restant dans la solution à l'état maximal de la réaction.
2. Calculer les concentrations de ces ions connaissant le volume de la solution.
3. Appliquer la formule de la conductivité.
C'est presque fini, courage !