CHIMIE

(*)
K f1 =
K f2 =
Doc. 11 Domaines de prédominance
des diverses espèces avec :
pK d1 = – log K d1 = log K f1 = 9,2
pK d2 = – log K d2 = log K f2 = 5,0
Fe 3+
[Fe(C 2O 4)] +
pC p 2O4 9,2
[Fe(C 2O 4)] +
5,0
[Fe(C 2O 4) 2] –
Doc. 12 L’ion oxalatofer (III)
[Fe(C 2O 4)] + se comporte comme un
ampholyte et se dismute.
Équilibres de complexation
17
COURS
Suivant les valeurs de K fi les réactions de formation peuvent être considérées
comme successives ou simultanées. Nous admettrons comme pour les réactions
acido-basiques (cf. § 5.5.1. et chap. 16, doc. 36) que les réactions sont successives
si :
∆ log K fi =log K fi–1 – log K fi 4
ou ce qui est équivalent :
∆ pK di =pK di –1 –pK di 4
2.2.1. Formations successives de plusieurs complexes
Illustrons ce cas en étudiant les complexes qui se forment entre les ions fer (III)
Fe 3+ et les ions oxalate C 2O 2–
4 .
Exemple :
On prépare un litre de solution par dissolution de n0 = 0,10 mol de chlorure de
fer (III) et d’une quantité n d’oxalate de sodium (2 Na + + C2O 2–
4 ).
Quel est l’état final de la solution dans les trois cas suivants :
a) n = 0,10 mol ? b) n = 0,20 mol ? c) n = 0,30 mol ?
Données : log b1([FeC 2O 4] + ) = 9,2 ; log b 2([Fe(C 2O 4) 2] – ) = 14,2 .
Deux complexes sont susceptibles de se former, selon les réactions successives suivantes
d’équation (*) :
Fe 3+ + C 2O 2–
4 = [FeC 2O 4] + K f1 = b 1 = 10 9,2 (1)
[FeC 2O 4] + + C 2O 2–
4 = [Fe(C 2O 4) 2] – K f2 = b 2 / b 1 = 10 5 (2)
Chacune des réactions est quantitative. D’autre part, vu les rapports des constantes
K fi , nous pouvons, en première hypothèse, considérer que ces réactions sont successives.
Étudions la composition de chacun des mélanges en utilisant si nécessaire
le diagramme de prédominance des espèces (doc. 11).
[Fe(C 2O 4) 2] –
■ n = n 0 = 0,10 mol, mélange équimolaire (solution a)
•Les réactifs étant en quantités équimolaires, nous pouvons considérer que le complexe
[FeC2O4] + se forme selon la réaction (1) quantitative :
Fe3+ + C2O 2–
4 = [FeC2O4] + c « apportées » (mol . L
(1)
–1 ) : 0,10 0,10 –
c en cours d’évolution (mol . L –1 ) : 0,10 – ξV 0,10 – ξV ξV La réaction étant quantitative, les réactifs disparaissent quasi totalement, d’où :
[[FeC 2O 4] + ]=ξ V,éq =0,10 mol . L –1
La solution obtenue après la réaction (1) est le siège d’un équilibre traduisant le
caractère « amphotère » de l’ion [Fe(C 2O 4)] + (doc. 12). Cette réaction de dismutation
a pour équation :
de constante :
5,0
[FeC 2O 4] +
9,2
Fe 3+
2 [FeC 2O 4] + =Fe 3+ + [Fe(C 2O 4) 2] – (3)
K 0 = = 6,3 . 10 –5
pC 2O 4
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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