CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
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Équilibres de complexation
(*) • Pour une solution d’ampholyte acidobasique
:
pH = 1/2 (pKA1 + pKA2)
• Pour la solution « d’ampholyte » du
complexe [FeC2O4] + :
Kd1. Kd2 =
or :
[Fe3+ ] = [[Fe(C2O4)2] – ]
d’où :
pC2O4 = 1/2 (pKd1 + pKd2)
Doc. 13 L’ion [FeC 2O 4] + est bien
l’espèce prédominante, alors que les
ions Fe 3+ et [Fe(C 2O 4) 2] – sont des
espèces minoritaires : les hypothèses
retenues sont donc correctes.
Doc. 14 L’ion [Fe(C2O4) 2] – est
bien l’espèce prédominante, alors
que les ions C2O 2–
4 et [FeC2O4] +
sont des espèces minoritaires : les
hypothèses retenues sont correctes.
Les concentrations de Fe 3+ et [Fe(C 2O 4) 2] – s’en déduisent en remarquant que K 0
est faible, et donc que le complexe est peu dissocié :
[Fe 3+ ]=[[Fe(C 2O 4) 2] – ] = (K 0 . [[FeC 2O 4] + ] 2 ) 1/2
soit en prenant [[Fe(C 2O 4)] + ] ≈ 0,10 mol . L –1 :
[Fe 3+ ]=[[Fe(C 2O 4) 2] – ] = 7,9 . 10 –4 mol . L –1
La concentration de C 2O 2–
4 se détermine à partir de b 1 :
[C 2O 2–
4 ] = = 7,9 . 10 –8 mol . L –1
soit (*) : pC 2O 4 = – log [C 2O 2–
4 ] = 7,1
•En positionnant le point représentatif de la solution a sur un diagramme de
prédominance, nous vérifions la cohérence des hypothèses effectuées (doc. 13).
[Fe(C 2O 4) 2] 2– [FeC 2O 4] +
5,0
c
solution a
■ Cas n = 0,20 mol (solution b)
•Comme n0(C2O 2–
4 ) = 2 n0(Fe3+ ), nous pouvons considérer que le complexe
[Fe(C2O4) 2] – se forme grâce à la succession des deux réactions (1) et (2) quantitatives
et successives (doc. 2).
Faisons le bilan après la première réaction quantitative :
Fe3+ + C2O 2–
4 = [FeC2O4] + c « apportées » (mol . L
(1)
–1 ) : 0,10 0,20 –
c après (1) : e 0,10 0,10
en notant e la concentration des ions Fe3+ , non nulle mais très faible.
Les ions C2O 2–
4 , en excès par rapport aux ions Fe3+ réagissent alors avec les ions
[FeC2O4] + .Le bilan de cette seconde réaction est alors :
[FeC2O4] + + C2O 2–
4 = [Fe(C2O4) 2] – (2)
c après (1) (mol . L –1 ) : 0,10 0,10 –
c après (2) (mol . L –1 ) : e ' e ' 0,10
d’où : [[Fe(C2O4) 2] – ] = 0,10 mol . L –1
Les concentrations de C2O 2–
4 et [FeC2O4] + se déduisent de cette seconde réaction
de constante Kf2 = b2 / b1 :
e’ = [[FeC2O4] + ] = [C2O 2–
4 ] = ([[Fe(C2O4) 2] – ] / Kf2) 1/2
soit : [[FeC2O4] + ] = [C2O 2–
4 ] = 1,0 . 10 –3 mol . L –1
soit : pC2O4 = – log [C2O 2–
4 ] = 3,0
La concentration en ions Fe3+ se détermine à partir de b1 :
[Fe 3+ ] = = 6,3 . 10 –10 mol . L –1
Fe 3+
•En positionnant le point représentatif de la solution b sur un diagramme de
prédominance, nous vérifions encore la validité des hypothèses faites (doc. 14).
c
[Fe(C 2O 4) 2] – [FeC 2O 4] +
solution b
5,0
9,2
9,2
pC 2O 4
Fe 3+
pC 2O 4