Exercice niveau première

[ferrieux]

Bonjour !
J'aurais besoin d'aide pour un exercice de niveau première s'il vous plaît.

L'étiquette d'une bouteille de Hépar® indique la concentration massique en ions sulfates SO₄^2- de cette eau minérale : c_m = 1 530 mg.L^-1.

Protocole de l'extraction du sulfate de l'eau minérale
On mesure, à l'aide d'une éprouvette, un volume V' = 250 mL d'Hépar® que l'on verse dans un erlenmeyer. On introduit dans ce bécher un volume V1 = 25,0 mL d'une solution de chlorure de baryum. Il se forme un précipité blanc de sulfate de baryum BaSO4 (s). On agite le mélange quelques minutes, avant de le laisser reposer et de le filtrer. Le précipité récupéré lors de cette filtration est séché puis pesé : sa masse est m = 926,3 mg.

1. Quelles sont les interactions qui assurent la solubilité des ions sulfate dans l'eau ? Schématiser la solvatation des ions sulfate dans l'eau.

2. Écrire l'équation de précipitation du sulfate de baryum observée (c'est l'écriture inverse d'une équation de dissolution).

3. Quelles sont les interactions intermoléculaires qui assurent la cohésion de ce solide ?

4. Calculer la quantité de matière n de sulfate de baryum solide obtenue.

5. Sachant que les ions baryum sont introduits en excès, quelle relation existe-t-il entre la quantité n' d'ions sulfate contenue dans le volume V' d'eau Hépar® et la quantité de matière n de précipité obtenue ? Vous pouvez utiliser un tableau d'avancement.

6. En déduire la concentration en quantité de matière (concentration molaire) des ions sulfate [SO₄^2-] dans l'eau Hépar®, puis leur concentration en masse cm. Conclure.

Où j'en suis dans mon devoir :

1) J'ai pensé aux interactions électrostatiques, mais je ne suis pas sûre de moi ? Pour le schéma, aucun problème.
2) J'ai mis SO₄^2- (aq) + Ba²⁺ (aq) → BaSO₄ (s) ?
3) Les interactions de Van der Waals ? Je ne suis pas du tout sûre.
4)  n_BaSO4 = m_BaSO4/M_BaSO4 = 0,9263/233,4 = 3,97.10^-3  .On a obtenu 3,97.10^-3 mol de sulfate de baryum ?
Et 5 et 6 je n'ai rien réussi à faire.
Merci aux personnes qui m'aideront à comprendre !
Bonne journée !

[Kabanioki]

j'ai du mal à avancer aussi sur ce devoir, pour le 2 et le 4 j'ai presque la certitude que j'ai bon et j'ai mis pareil que toi, pour le 6: C= n/V donc on a C=3,97.10^(-3)/250.10^(-3)= 1588.10^(-5), ensuite tu calcule Cm=C*M(SO^(2-)4)

je galère sur la première question, la 3 et la 5

 

[Barbidoux]

1. Quelles sont les interactions qui assurent la solubilité des ions sulfate dans l'eau ? Schématiser la solvatation des ions sulfate dans l'eau.

-------------------
L'eau est un solvant polaire. Lorsqu'un cristal ionique est plongé dans l'eau les molécules d'eau à la surface du cristal affaiblissent les liaisons électrostatiques entre les ions. Des ions se détachent de l'édifice et sous l'effet de l'agitation thermique se dispersent dans le solvant.  Un ion libéré établit des liaisons de type électrostatique avec les molécules d'eau : on dit que l'ion se solvate ou s'hydrate.  
-------------------
2. Écrire l'équation de précipitation du sulfate de baryum observée (c'est l'écriture inverse d'une équation de dissolution).
-------------------
Ba^(2+)(aq)+SO4^(2-)(aq)=BaSO4(s)
-------------------
3. Quelles sont les interactions intermoléculaires qui assurent la cohésion de ce solide ?
-------------------
 liaisons électrostatiques entre les ions formant le solide
-------------------
4. Calculer la quantité de matière n de sulfate de baryum solide obtenue.
-------------------
n(BaSO4)=m(BaSO4)/M(BaSO4)=0.9263/233.4=3.97*10^(-3) mol
-------------------
5. Sachant que les ions baryum sont introduits en excès, quelle relation existe-t-il entre la quantité n' d'ions sulfate contenue dans le volume V' d'eau Hépar® et la quantité de matière n de précipité obtenue ? Vous pouvez utiliser un tableau d'avancement.
-------------------
...........Ba^(2+)(aq)+SO4^(2-)(aq)=BaSO4(s)
t=0.........(a).................(b)................(0)
t............(a-x)..............(b-x).............(x)
où a est le nombre initial de moles d’'ion Ba^(2+) et b   le  nombre initial de moles d'ion SO4^(2-), x l’avancement de la réaction.  La réaction est supposée non inversible et l’avancement maximal atteint lors de la disparition d’un réactif limitant ou des réactifs s’ils sont initialement présents dans les proportions stoechiométriques de la réaction. n est dans le cas où a>b le réactif limitant est donc l'ion sulfate.
...........Ba^(2+)(aq)+SO4^(2-)(aq)=BaSO4(s)
tfin...........(a-b)................(0).............(b)
on en déduit que n(SO4^(2-))init=n(BaSO4)=3.97*10^(-3) mol
-------------------
6. En déduire la concentration en quantité de matière (concentration molaire) des ions sulfate [SO42-] dans l'eau Hépar®, puis leur concentration en masse cm. Conclure.
-------------------
[SO4^(2-)(aq)]=n(SO4^(2-))/V=3.97*10^(-3) /0.025=40*3.97*10^(-3) mol/L=1.587*10^(-2) mol/L
C(SO4^(2))=M(SO4^(2-)*[SO4^(2-)(aq)]=1.587*10^(-2) *(32+16*4)=1.524 g/L
------------------

 

[Kabanioki]

merci beaucoup pour votre aide, mais je ne comprend pas les réponses au questions 1 et 3 que vous avez donné, n'est ce pas censé être un choix entre les interactions colombiennes, de Van der Waals et interactions par pont d'hydrogène ? Dans le tableaux d'avancement les ions de baryum sont introduit en excès, j'ai cru qu'on était censé écrire "excès" pour le "a"... Et pour la concentration molaire je ne comprend pas, est on censé convertir le résultat en kg par mol?

 

 

[Barbidoux]

merci beaucoup pour votre aide, mais je ne comprend pas les réponses au questions 1 et 3 que vous avez donné, n'est ce pas censé être un choix entre les interactions colombiennes, de Van der Waals et interactions par pont d'hydrogène ?
------------------
La cohésion des solides (ou liquides moléculaires) l'eau par exemple est assurée par des liaisons intermoléculaires (Van der Waals) chaque molécule se comportant comme un dipôle électrique. Ces liaison sont plus faibles que les liaisons covalences. La cohésion de solides  moléculaires est en général assurée par des liaisons hydrogène (liaisons Van der Waals particulières).
Les solides  sont constitués d’anions et de cations qui forment un édifice stable, rigide et neutre électriquement. Les ions interagissent entre eux par liaisons ioniques, qui résultent d’une interaction électrostatique forte.  ------------------
Dans le tableaux d'avancement les ions de baryum sont introduit en excès, j'ai cru qu'on était censé écrire "excès" pour le "a"...
------------------
L'indication excès dans un tableau d'avancement n'est utilisée que lorsque l'espèce chimique considérée est le solvant ou dans le cas de la solubilité d'un composé dans un solvant. Dans ce dernier cas il décrit une situation expérimentale particulière (solution saturée d'un soluté en équilibre avec le soluté solide).  
------------------
Et pour la concentration molaire je ne comprend pas, est on censé convertir le résultat en kg par mol?
------------------

kg par mol est l'unité de la masse molaire
Une concentration molaire C s'exprime en mol/L et une concentration massique Cm en g/L. La relation qui lie ces deux grandeurs est :
Cm=M*C
où Cm est la quantité de matière d'un soluté par unité de volume, M la masse molaire de ce soluté et Cm est la masse de soluté par unité de volume  
------------------

 

[Kabanioki]

merci bien

Modifié le 16 avril 2020 par Kabanioki

[melanier]

bonjour, je suis actuellement en train de faire cette eval 

mais je suis totalement bloquée 

aurait tu eu les reponses a tes questions ?

[Kabanioki]

Il y a 22 heures, melanier a dit :

bonjour, je suis actuellement en train de faire cette eval 

mais je suis totalement bloquée 

aurait tu eu les reponses a tes questions ?

Alors je l'ai fini ,dit moi où tu as besoin d'aide et j'essaierai de t'aider avec plaisir

[Aliyag]

Bonjour, pouvez vous m'expliquer pour l'exercice 5 et 6. Je ne comprend pas le résultat avec la quantité de matière des ions sulfate. Merci