Exercice 3C
Enoncé :
On veut préparer 3 solutions aqueuses de même concentration molaire apportée c = 1,0 . 10-2 mol.L-1, en dissolvant dans l'eau respectivement du sulfate de potassium K2SO4, du phosphate de potassium K3PO4 et du sulfate d'aluminium Al2(SO4)3.
a. Donner la notation de chacune des solutions.
b. Donner les concentrations molaires effectives des ions en solution dans chacun des 3 cas.
Solution :
a. La dissolution des cristaux de sulfate de potassium s'écrit :
. . . . . . . K2SO4(s) . . `to` . . 2 K+(aq) + SO42-(aq)
La dissolution des cristaux de phosphate de potassium s'écrit :
. . . . . . . K3PO4 . . `to` . . 3 K+(aq) + PO43-(aq)
La dissolution des cristaux de sulfate d'aluminium s'écrit :
. . . . . . . Al2(SO4)3 . . `to` . . 2 Al3+(aq) + 3 SO42-(aq)
Evidemment, les cristaux et les solutions sont électriquement neutres.
Ceci permet de calculer la charge des ions qu'on ne connaît pas (exemple pour l'ion phosphate) !
b. La dissolution des cristaux de sulfate de potassium s'écrit : . .K2SO4(s) . . `to` . . 2 K+(aq) + SO42-(aq)
Pour 1 mole de cristaux de sulfate de potassium, on aura 2 moles d'ions potassium K+(aq) et 1 mole d'ions sulfate SO42-(aq).
On aura donc les concentrations effectives suivantes :
. . . . . . . [SO42-(aq)] = c = 1,0 . 10-2 mol.L-1
. . . . . . . [K+(aq)] = 2 c = 2,0 . 10-2 mol.L-1
La dissolution des cristaux de phosphate de potassium s'écrit : . .K3PO4 . . `to` . . 3 K+(aq) + PO43-(aq)
Pour 1 mole de cristaux de phosphate de potassium, on aura 3 moles d'ions potassium K+(aq) et 1 mole d'ions phosphate PO43-(aq).
On aura donc les concentrations effectives suivantes :
. . . . . . . [PO43-(aq)] = c = 1,0 . 10-2 mol.L-1
. . . . . . . [K+(aq)] = 3 c = 3,0 . 10-2 mol.L-1
La dissolution des cristaux de sulfate d'aluminium s'écrit : . .Al2(SO4)3 . . `to` . . 2 Al3+(aq) + 3 SO42-(aq)
Pour 1 mole de cristaux de sulfate de d'aluminium, on aura 2 moles d'ions aluminium Al3+(aq) et 3 moles d'ions sulfate SO42-(aq).
On aura donc les concentrations effectives suivantes :
. . . . . . . [SO42-(aq)] = 3 c = 3,0 . 10-2 mol.L-1
. . . . . . . [Al3+(aq)] = 2 c = 2,0 . 10-2 mol.L-1
Même si la concentration apportée en soluté est la même pour les 3 solutions, les concentrations effectives en ions sont différentes quand les ions ont des charges différentes.