Toutes les solutions sont prises à 25°C

II- Les parties A et B sont indépendantes.

A 1.a- Calculer le pH d'une solution S1 d'ammoniac de concentration 0,100 mol/L.
On explicitera le calcul et on justifiera les approximations faites

b- Quel volume de gaz ammoniac faut-il dissoudre dans 250 cm3 d'eau pour obtenir la solution S1?

2. On mélange une solution S2 de chlorure d'ammonium de concentration 0,100 mol/L à 250 cm3 de la solution S1.
Quel volume de S2 faut-il ajouter pour obtenir une solution de pH=9,0?

B Dans une solution tampon NH4+/NH de pH =8,5 dont la concentration en ammoniac est égale à 3,0.10-2 mol/L,on introduit sans variation de volume du nitrate de zinc à la concentration de 1,0.10-4 mol/L

1. Il se forme le cation complexe tétrammine de zinc (II); on considère que ce complexe étant stable, les ions Zn2+ sont pratiquement tous complexés.On supposera que l'hydroxyde de zinc ne précipite pas.

Calculer les concentrations molaires volumiques en ion OH-,en ion complexe,en NH3 non complxé et en ion ZN2+ non complxé.

2. Vérifier que dans ces conditions l'hydroxyde de zinc ne précipite pas.

Données: volume molaire des gaz dans les conditions expérimentales: 24 L/mol

pKa (NH4+/NH3) = 9,25
KD ([Zn(NH3)4]2+) = 10-10
Ks (Zn(OH)2) = 10-17
Ke = 10-14

III- Une solution S, de pH =1, contient 10-2 mol/L d'ions Fe3+ et 10-3 mol/L d'ions Fe 2+.On augmente progressivement le pH de S par addition d'une solution concentrée d'hydroxyde de sodium (sans varition de volume).

1. On plonge dans la solution S une électrode de platine.
calculer son potentiel:
a- quand pH= 2
b- quand pH= 8
c- quand pH=9

Données: Ks (Fe(OH)3)= 10-38
Ks (Fe(OH)2)= 10-15
E°(Fe3+/Fe2+)= 0,77 V
on prendra: (RT/F)ln x = 0,06 log x

Réponse de nos Cyberprofs

Bonjour !

Attention, les cyberprofs ne sont pas là pour faire ton travail à ta place ! Il faut que tu poses des questions précises, sur les points qui te posent problème, au lieu de recopier un énoncé brut, comme ça ...
Je vais donc me contenter de te donner quelques indications générales pour cet exercice, sans savoir ce qui, précisément, te pose problème.

II
Partie A :
Question 1 : pour calculer le pH, il faut écrire l'équation-bilan de la réaction de NH3 avec H20, et, connaissant le pKa du couple ammonium/ammoniac, déduire une relation entre les concentrations de NH3 et de NH4+. Or, la somme de ces deux concentrations est connue : c'est la concentration de la solution ... Pour la partie b, il faut calculer le nombre de moles de NH3 à dissoudre, et calculer le volume qu'elles occupent dans les conditions normales de température et pession.
Question 2 : utilise à nouveau le pKa du couple NH4+/NH3, pour exprimer le pH du mélange en fonction d'une inconnue : le volume de S2 à utiliser.

Partie B :
1. Fais le bilan, en quantités de matière, de chaque espèce après formation du complexe (ce sont juste des soustractions).
2. Quelle est la condition de précipitation de Zn(OH)2, en fonction de [Zn2+], [OH-] et Ks ? Compare alors les concentrations de [Zn2+] et [OH-] (multipliées entre elles, et avec des puissances que tu dois déterminer en fonction des coefficients stoechiométriques ...) à cette valeur limite.


III
Ici, le pH va déterminer les concentrations en Fe2+ et en Fe3+ (par le jeu des précipitations/solubilisations des hydroxydes de fer (II) et (III) ). Or, tu peux déterminer le potentiel de la solution à partir du rapport de ces deux concentrations ...