CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
552
18
Pour l’oxalate d’aluminium :
Équilibres de précipitation
Al2(C2O4)3 =2Al 3+ (aq) + 3C2O4 2– (aq)
solide en excès 2s 3s
K’s = [Al 3+ ] 2 . [C2O4 2– ] 3 = 1,0.10 –29
= (2s) 2 . (3s) 3
= 108. s 5
K’s
108
et s = 1/5
soit : s = 6,2 . 10 –7 mol . L –1
Doc. 5 Solubilité de l’oxalate d’aluminium
Al 2(C 2O 4) 3 (s).
[C p+ ] précipitation
pas de
précipité
Q a < K s
Q = K s = [C p+ ] x .[A q– ] y
solution non saturée
solution saturée
[A q– ]
Doc. 6 Conditions de précipitation
du solide C xA y en fonction des
concentrations des ions C p+ et A q– .
1.3.2. Généralisation
Soit un composé ionique C xA y qui se dissout dans de l’eau pure en donnant les
ions C p+ et A q– dont nous admettrons qu’ils ne réagissent pas avec l’eau.
L’équation de la solution s’écrivant : C xA y(s) = xC p+ + y A q–
il vient : [C p+ ] = x . s et [A q– ] = y . s
L’expression de K s = [C p+ ] x . [A q– ] y s’écrit alors :
K s = (x . s) x . (y . s) y = x x . y y . s x+y
La solubilité dans l’eau pure d’un composé ionique C xA y dont les ions ne
réagissent pas avec l’eau vaut :
s =
Cette relation est à retrouver dans toute étude (doc. 5)
1.4 Condition de précipitation
Considérons le système chimique défini par C xA y(s), C p+ (aq) et A q– (aq). Deux
cas sont à envisager.
■ Lorsque ces trois espèces coexistent en équilibre, selon la réaction d’équation :
C xA y(s) = xC p+ (aq) + yA q– (aq)
la solution est saturée et les concentrations [C p+ ] éq et [A q– ] éq sont telles que :
Q éq = [C p+ ] x éq. [A q– ] y éq = K s
■ Lorsqu’il n’y a pas de solide, la solution n’est pas saturée, le système est hors
d’équilibre chimique.
Àquelle condition une solution est-elle saturée ?
Soit Q a le quotient de réaction calculé à partir des concentrations apportées des
espèces ioniques.
• Si Qa est inférieur à K s, (Q a < K s), l’équilibre chimique ne peut être atteint, il n’y
a pas d’apparition de précipité.
• Si Q a est supérieur à K s, (Q a > K s), il y a précipitation et évolution du système
jusqu’à l’équilibre avec, alors, Q éq = K s.
Il est donc possible, à partir de la valeur de Q a , de déterminer si un précipité existe,
ou non, en équilibre avec ses espèces ioniques constitutives (doc. 6) :
• Lorsqu’on ajoute un composé ionique à de l’eau pure, le composé se
dissout et la solution n’est pas saturée tant que le quotient de réaction
Q reste inférieur au produit de solubilité K s.
• Lorsqu’on ajoute une solution contenant des ions C p+ à une solution
contenant des ions A q– , il y aura précipitation de C xA y dès que :
Q a = [C p+ ] x . [A q– ] y = K s
(18.5)
Pour s’entraîner : ex. 1, 2, 3 et 4
Q a étant le quotient de réaction calculé à partir des concentrations
apportées de C p+ et A q– exprimées en mol .L –1 .