Chimie · Médecine, pharmacie & dentaire — 1ère année Médecine dentaire

Équilibres de précipitation et de complexation

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Produit de solubilité ( $K_s$ ) : Pour un équilibre $A_mB_n(s) \rightleftharpoons mA^{n+}(aq) + nB^{m-}(aq)$ , on a $K_s = [A^{n+}]^m \cdot [B^{m-}]^n$ .
Solubilité ( $s$ ) : Concentration maximale d'un soluté dans une solution saturée ( $mol \cdot L^{-1}$ ). Relation : $s = \sqrt[m+n]{\frac{K_s}{m^m \cdot n^n}}$ .
Complexation : Formation d'un complexe $ML_n$ selon $M^{z+} + nL \rightleftharpoons [ML_n]^{z+}$ .
Constante de formation globale ( $\beta_n$ ) : $\beta_n = \frac{[ML_n^{z+}]}{[M^{z+}] \cdot [L]^n}$ .

Méthodes à maîtriser

Calculer $s$ à partir de $K_s$ et inversement.
Prévoir la précipitation : comparer le quotient de réaction $Q_r$ à $K_s$ . Si $Q_r > K_s$ , il y a précipitation.
Écrire l'équation de dissolution d'un complexe et son expression de $\beta$ .

Exemples corrigés

Exemple 1 : $AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+ + Cl^-$ . $K_s = 1,8 \cdot 10^{-10}$ . $s = \sqrt{K_s} = 1,34 \cdot 10^{-5} mol \cdot L^{-1}$ .
Exemple 2 : $Ag^+ + 2NH_3 \rightleftharpoons [Ag(NH_3)_2]^+$ . $\beta_2 = 1,6 \cdot 10^7$ .

Erreurs fréquentes

Oublier les coefficients stoechiométriques dans l'expression de $K_s$ (ex: $[A]^2$ au lieu de $[A]$ ).
Confondre solubilité ( $s$ ) et produit de solubilité ( $K_s$ ).
Oublier que $K_s$ dépend uniquement de la température.

L'essentiel du cours

Produit de solubilité ($K_s$) : Pour un équilibre $A_mB_n(s) \rightleftharpoons mA^{n+}(aq) + nB^{m-}(aq)$, on a $K_s = [A^{n+}]^m \cdot [B^{m-}]^n$.
Solubilité ($s$) : Concentration maximale d'un soluté dans une solution saturée ($mol \cdot L^{-1}$). Relation : $s = \sqrt[m+n]{\frac{K_s}{m^m \cdot n^n}}$.
Complexation : Formation d'un complexe $ML_n$ selon $M^{z+} + nL \rightleftharpoons [ML_n]^{z+}$.
Constante de formation globale ($\beta_n$) : $\beta_n = \frac{[ML_n^{z+}]}{[M^{z+}] \cdot [L]^n}$.

Méthodes à maîtriser

Calculer $s$ à partir de $K_s$ et inversement.
Prévoir la précipitation : comparer le quotient de réaction $Q_r$ à $K_s$. Si $Q_r > K_s$, il y a précipitation.
Écrire l'équation de dissolution d'un complexe et son expression de $\beta$.

Exemples corrigés

Exemple 1 : $AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+ + Cl^-$. $K_s = 1,8 \cdot 10^{-10}$. $s = \sqrt{K_s} = 1,34 \cdot 10^{-5} mol \cdot L^{-1}$.
Exemple 2 : $Ag^+ + 2NH_3 \rightleftharpoons [Ag(NH_3)_2]^+$. $\beta_2 = 1,6 \cdot 10^7$.

Erreurs fréquentes

Oublier les coefficients stoechiométriques dans l'expression de $K_s$ (ex: $[A]^2$ au lieu de $[A]$).
Confondre solubilité ($s$) et produit de solubilité ($K_s$).
Oublier que $K_s$ dépend uniquement de la température.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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🎯 Équilibres de précipitation et de complexation

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La valeur du produit de solubilité $K_s$ d'un sel dépend de :

❓ Questions fréquentes

Est-ce que la solubilité change si on ajoute un ion commun ?

Oui, la solubilité diminue. Selon la loi de Le Chatelier, l'ajout d'un ion commun déplace l'équilibre vers la formation du précipité (sens inverse de la dissolution).

💡 À retenir : L'ajout d'un ion commun favorise la précipitation.

Kifach n7seb s ila kan l-milh fih 3 dyal les ions ?

Écris l'équation : $A_x B_y \rightleftharpoons x A + y B$ .
Exprime $K_s = (x \cdot s)^x \cdot (y \cdot s)^y$ .
Isole $s$ : $s = \sqrt[x+y]{\frac{K_s}{x^x \cdot y^y}}$ .

💡 À retenir : Ne jamais oublier les puissances des coefficients.

Écris l'équation : $A_x B_y \rightleftharpoons x A + y B$.
Exprime $K_s = (x \cdot s)^x \cdot (y \cdot s)^y$.
Isole $s$ : $s = \sqrt[x+y]{\frac{K_s}{x^x \cdot y^y}}$.

💡 À retenir : Ne jamais oublier les puissances des coefficients.

Chno hiya l-far9 bin Ks o beta ?

$K_s$ concerne la dissolution d'un solide (précipitation), tandis que $\beta$ concerne la formation d'un complexe soluble à partir d'ions en solution.

💡 À retenir : $K_s$ est pour les solides, $\beta$ est pour les complexes.

$K_s$ concerne la dissolution d'un solide (précipitation), tandis que $\beta$ concerne la formation d'un complexe soluble à partir d'ions en solution.

💡 À retenir : $K_s$ est pour les solides, $\beta$ est pour les complexes.

Wach l-complexat kayzidou f l-idaba dyal l-milh ?

Oui, la formation d'un complexe consomme les ions libres, ce qui déplace l'équilibre de dissolution vers la droite (dissolution du solide).

💡 À retenir : La complexation aide à dissoudre les précipités.

Comment savoir si un précipité va se former dans un mélange ?

Il faut calculer le quotient de réaction $Q_r = [A^{n+}]^m \cdot [B^{m-}]^n$ avec les concentrations initiales. Si $Q_r > K_s$ , le précipité se forme.

💡 À retenir : $Q_r > K_s \implies$ Précipitation.

Il faut calculer le quotient de réaction $Q_r = [A^{n+}]^m \cdot [B^{m-}]^n$ avec les concentrations initiales. Si $Q_r > K_s$, le précipité se forme.

💡 À retenir : $Q_r > K_s \implies$ Précipitation.

Est-ce que la température influence Ks ?

Oui, comme toute constante d'équilibre, $K_s$ dépend de la température. En général, la solubilité augmente avec la température pour les sels.

💡 À retenir : $K_s = f(T)$ .

Oui, comme toute constante d'équilibre, $K_s$ dépend de la température. En général, la solubilité augmente avec la température pour les sels.

💡 À retenir : $K_s = f(T)$.

Kifach n3ref wach l-complex stable ?

Plus la constante de formation globale $\beta$ est grande, plus le complexe est stable et formé en grande quantité.

💡 À retenir : $\beta$ grand $\implies$ complexe très stable.

Plus la constante de formation globale $\beta$ est grande, plus le complexe est stable et formé en grande quantité.

💡 À retenir : $\beta$ grand $\implies$ complexe très stable.

Pourquoi on utilise souvent l'ammoniac en chimie ?

L'ammoniac ( $NH_3$ ) est un excellent ligand qui forme des complexes stables avec de nombreux ions métalliques (comme $Ag^+$ , $Cu^{2+}$ ), favorisant leur dissolution.

💡 À retenir : $NH_3$ est un ligand courant.

L'ammoniac ($NH_3$) est un excellent ligand qui forme des complexes stables avec de nombreux ions métalliques (comme $Ag^+$, $Cu^{2+}$), favorisant leur dissolution.

💡 À retenir : $NH_3$ est un ligand courant.

Est-ce que le pH influence la solubilité ?

Oui, si l'anion du sel est une base (ex: $OH^-$ ou $CO_3^{2-}$ ), une diminution du pH (ajout d'acide) va consommer ces ions et augmenter la solubilité.

💡 À retenir : pH acide augmente la solubilité des sels basiques.

Oui, si l'anion du sel est une base (ex: $OH^-$ ou $CO_3^{2-}$), une diminution du pH (ajout d'acide) va consommer ces ions et augmenter la solubilité.

💡 À retenir : pH acide augmente la solubilité des sels basiques.

Comment exprimer la solubilité en g cdot L^{-1} ?

Il suffit de multiplier la solubilité molaire $s$ (en $mol \cdot L^{-1}$ ) par la masse molaire $M$ (en $g \cdot mol^{-1}$ ) du composé.

💡 À retenir : $s(g/L) = s(mol/L) \times M$ .

Il suffit de multiplier la solubilité molaire $s$ (en $mol \cdot L^{-1}$) par la masse molaire $M$ (en $g \cdot mol^{-1}$) du composé.

💡 À retenir : $s(g/L) = s(mol/L) \times M$.

Est-ce que la dilution change Ks ?

Non, $K_s$ est une constante thermodynamique qui ne dépend que de la température. La dilution change les concentrations, mais pas la valeur de $K_s$ .

💡 À retenir : $K_s$ est constant à $T$ fixe.

Non, $K_s$ est une constante thermodynamique qui ne dépend que de la température. La dilution change les concentrations, mais pas la valeur de $K_s$.

💡 À retenir : $K_s$ est constant à $T$ fixe.

Qu'est-ce qu'un ligand bidenté ?

C'est un ligand qui possède deux sites de fixation (deux atomes donneurs) capables de se lier simultanément à l'ion central pour former un cycle.

💡 À retenir : Ligand bidenté = 2 liaisons par ligand.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

On mélange 100 mL d'une solution de nitrate d'argent ( $AgNO_3$ ) à $10^{-3} mol \cdot L^{-1}$ et 100 mL d'une solution de chlorure de sodium ( $NaCl$ ) à $10^{-3} mol \cdot L^{-1}$ . Y a-t-il précipitation de chlorure d'argent ( $AgCl$ ) ? Donnée : $K_s(AgCl) = 1,8 \cdot 10^{-10}$ .

Exercice 1

On mélange 100 mL d'une solution de nitrate d'argent ($AgNO_3$) à $10^{-3} mol \cdot L^{-1}$ et 100 mL d'une solution de chlorure de sodium ($NaCl$) à $10^{-3} mol \cdot L^{-1}$. Y a-t-il précipitation de chlorure d'argent ($AgCl$) ? Donnée : $K_s(AgCl) = 1,8 \cdot 10^{-10}$.

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Exercice 2

Calculer la solubilité molaire $s$ du phosphate de calcium $Ca_3(PO_4)_2$ dans l'eau pure. Donnée : $K_s = 1,3 \cdot 10^{-26}$ .

Exercice 2

Calculer la solubilité molaire $s$ du phosphate de calcium $Ca_3(PO_4)_2$ dans l'eau pure. Donnée : $K_s = 1,3 \cdot 10^{-26}$.

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Exercice 3

On dissout du chlorure d'argent dans une solution d'ammoniac. Expliquer pourquoi la solubilité augmente.

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