Précipitation:
Notion de produit de solubilité
Le produit de solubilité
L’équilibre de solubilité comprend deux équilibres successifs:
A_nB_m \rightleftharpoons A_nB_m (dissous) \rightleftharpoons n A^{m+} + mB^{n-}
Dans l’eau, dans le cas d’électrolytes forts, (seuls cas que l’on traitera ici):
A_nB_m (dissous) \rightleftharpoons n A^{m+} + mB^{n-}
Il n’existe pas de forme An Bm en solution, puisque le deuxième équilibre
est totalement déplacé vers la droite.
La réaction de formation de comuilibre
L’équilibre de solubilité doit s’écrire alors:
A_nB_m \rightleftharpoons n A^{m+} + mB^{n-}
Avec:
K= \dfrac{A^{m+}. B^{n-}}{A_nB_m}
où le symbole a désigne « activité de »
La constante d’équilibre se résume au produit: a[Am+].a [Bn-]m
elle est notée KspAnBm, sp pour solubility product. Ksp est assimilable à
une constante de dissociation (attention : ne pas confondre Ksp, produit
de solubilité et Ks, constante de stabilité des complexes).
Posons aA= a [Am+] et aB= [Bn-]; la constante s’écrit:
Kspanem=aAn.aBm.
On utilise également la notion de pK; pKsp=- log Ksp
Rappel sur la notion d’activité (déjà vue au chapitre généralités)
L’activité ai, d’un ion i est lié à sa concentration Ci par la relation : ai =Ci.γ
γ est le coefficient d’activité de l’ion i. Il dépend de la force ionique I de
la solution qui se calcule à partir de la charge Zj et de la concentration Cj de tous les ions présents dans la solution grâce à la formule: I=1/2 sigma Zj2 Cj.
Cette force ionique est calculable par des relations empiriques.
0,5 Zi2I
Si l > 0,02,-log γ i
Si l < 0,02,-log γ i-0,5 z? v1
En milieu très dilué, l-, 0 et γ-1
Attention
la force ionique est créée par les ions en solution, c’est-à-dire par les ions apportés par des sels solubles. Ne pas perdre de vue que ce sont les coefficients d’activité des ions constitutifs des composés peu solubles qui sont impliqués dans l’équilibre hétérogène.
Le symbole i représente les ions constitutifs des composés peu es, Le symbole j représente les ions en solution.
e fon étudie le comportement d’un sel peu soluble, seul en solu-
ueuse, il n’existe que très peu de sel dissous ; donc γ-
nséquences de la constante Ksp
o réaction de précipitation
observe-t-on si on apporte par des solutions de sels
trations totales en ions A » et en ions Bh sont telles que
rations totales en ions Ant et en ions B »- sont telles que
et des ions Bn, susceptibles de former un
la solution reste limpide. Il n’y a pas formation de pré-
r égalité est « juste » réalisée. On atteint le « début de
rentes des ions A
ions
luble A, Bm de produit de solt
bilité Kp OR.o » ?
,8, PAnB
de on thélions sont encore en solution. Il s’agit d’une
si infime soit il
‘un heorique: le moindre apport supplément
ou
de l’autre entraînera la précipitation de AnBm
[WpProQuiz 8]
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