Dissolution de solides ioniques dans l'eau

De la structure des molécules aux propriétés chimiques - Physique-Chimie Spécialité

Exercice 1 : Déterminer la concentration molaire d'une solution de Na2SO4 de concentration en ion Na+ donnée

Le sulfate de sodium, \( Na_2SO_4(s) \), est un solide ionique blanc.
La concentration en quantité de matière (ou concentration molaire) en ions sulfate, \( SO_4^{2-}(aq) \), dans une solution aqueuse de sulfate de sodium est égale à \( 2,02 \times 10^{-2} mol\mathord{\cdot}L^{-1} \).
L'équation de dissolution du sulfate de sodium dans l'eau est :

\[ Na_2SO_4 (s) \overset{eau}{\longrightarrow} 2Na^{+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) \]

Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution de sulfate de sodium.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 2 : Déterminer la concentration molaire en ions Fe3+ ou Cl- d'une solution de chlorure de fer de concentration donnée

Une solution de chlorure de fer (III) de concentration en quantité de matière (ou concentration molaire) \(7,20 \times 10^{-3} mol\mathord{\cdot}L^{-1}\) a été préparée. L'équation de dissolution du chlorure de fer (III) dans l'eau est : \[ FeCl_3 (s) \overset{eau}{\longrightarrow} Fe^{3+}(aq) + 3Cl^{-}(aq) \]


Déterminer la concentration en ions chlorure, \(Cl^{-}(aq)\), dans la solution.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 3 : Étudier la compostion massique en sels de l'eau de mer, équilibre une équation de dissolution

On analyse la composition du sel contenu dans de l'eau de mer. Dans \(100g\) du sel de cette mer, on trouve entre autres :
  1. \(80 g\) de chlorure de sodium \(NaCl\).
  2. \(8,3 g\) de chlorure de magnésium \(MgCl_{2}\).
  3. \(5,0 g\) de sulfate de magnésium \(MgSO_{4}\).
L'eau de mer étudiée a une salinité en masse de \(3,39\)% et une densité de \(1,030\).
Compléter l'équation de dissolution du \(MgSO_{4}\) dans l'eau. \[ MgSO_{4} \longrightarrow ... + ... \]
On écrira la réaction dans son intégralité et en utilisant le symbole \( \longrightarrow \) de l'onglet Physique-Chimie du clavier virtuel.
Quelle est la masse d'un litre de cette eau de mer ?
On donnera le résultat avec 4 chiffres significatifs, suivi de l'unité qui convient.
En déduire la masse du sel contenu dans cette eau de mer.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité qui convient.
Déterminer la concentration en masse (ou concentration massique) en \( NaCl \) dans cette eau de mer.
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs, suivi de l'unité qui convient.

Exercice 4 : Préparer une solution ionique (Vsol, C cible de l'ion, formule composé solide)

On souhaite préparer \(300 mL\) d'une solution de sulfate d'aluminium dont la concentration en ions aluminium est \( [Al^{3+}] = 3,72 \times 10^{-1} mol\mathord{\cdot}L^{-1} \). La solution est préparée à partir de sulfate d'aluminium hydraté de formule \( Al_2(SO_4)_3, \: 14H_2O \). Elle contient des ions aluminium, \( Al^{3+} \), et des ions sulfate \( SO_4^{2-} \).

Données

On donne les masses molaires (en \(g \mathord{\cdot} mol^{-1} \) ) suivantes :
  • \(M(Al) = 27,0 \)
  • \(M(S) = 32,1 \)
  • \(M(O) = 16,0 \)
  • \(M(H) = 1,0 \)


Déterminer la masse molaire du sulfate d'aluminium hydraté.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Compléter l'équation de dissolution du sulfate d'aluminium hydraté dans l'eau où l'on ne fait pas apparaître les molécules d'eau :
\( Al_2(SO_4)_3 \: (s) \overset{eau}{\longrightarrow} \) \(Al^{3+}(aq) + \) \(SO_4^{2-}(aq)\)
En construisant éventuellement un tableau d'avancement, calculer la masse de sulfate d'aluminium hydraté à dissoudre pour préparer la solution.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 5 : Déterminer la concentration molaire en ions Al3+ connaissant le volume de la solution et la masse de AlCl3 dissoute

Une solution aqueuse de volume \(210 mL\) est préparée en dissolvant totalement \(625 mg\) de chlorure d'aluminium, \(AlCl_3 (s) \), dans de l'eau. L'équation de dissolution du chlorure d'aluminium dans l'eau est : \[ AlCl_3 (s) \overset{eau}{\longrightarrow} Al^{3+}(aq) + 3Cl^{-}(aq) \]

Données

On donne les masses molaires (en \(g \mathord{\cdot} mol^{-1} \) ) suivantes :
  • \(M(Al) = 27,0 \)
  • \(M(Cl) = 35,5 \)
Calculer la quantité de chlorure d'aluminium dissoute.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Déterminer la concentration en quantité de matière (ou concentration molaire) de la solution de chlorure d'aluminium.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
En déduire la concentration en ion aluminium \([Al^{3+}]\) dans la solution.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
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