question de cours


réactions de précipitation en solution aqueuse
Remarque : je pense que pour une telle question de cours, vous avez des tables à votre disposition pour pouvoir donner des exemples...


Intro

I- Obtention et redissolution d'un précipité
                1/ Condition limite d'existence
                2/ Influence du pH
                3/ Influence de la complexation

II- Influence de la précipitation sur les autres réactions
                1/ Influence sur les réactions redox
                2/ Influence sur les réactions A/B
                3/ Influence sur des réactions organiques

III- Pratique des réactions de précipitation
                1/ Tests et Dosages 
                2/ Purification 
                3/ Précipitation  sélective

Conclusion


En version plus développée...

Intro :

Définition d'une réaction de précipitation : obtention d'un solide à partir d'une solution contenant des ions dissous

I- Obtention et redissolution d'un précipité

                1/ Condition limite d'existence

Toutes les réactions fabriquant un solide absent au départ sont soumises à une condition d'évolution : application du second principe : condition d'affinité : Adξ >0 =>   [Ag+][Cl-] > Ks    

Soit une solution métallique 0,1 molaire => quantité limite de Cl- à ajouter pour voir la précipitation => axe de prédominance
Soit une solution mélange de Cl- , Br- , et I- => 3 valeurs limites => axe de prédominance => précipitations successives.  

                2/ Influence du pH

Choisir une influence "indirecte"   : la précipitation d'un sulfure ( voir TP ) :

  1. établir les 3 formes possibles de l'anion selon le pH ( axe de prédominance A/B) vertical
  2. écrire les 3 réactions différentes de redissolution selon le pH . Calcul (RAPIDE) de K
  3. Bilan de matière à partir d'un excès de solide, en solution TAMPON  ( h = cte )
  4. LAM => expression ps = f(pH) 
  5. Tracé rapide et montrer le domaine de précipitation ( pour recentrer sur la question posée )
...tout ceci doit être TRES rapide...ne pas faire les AN, sauf pentes => allure du graphe
                3/ Influence de la complexation

Si on verse Cu2+ dans une solution d'ammoniac de pH > pH limite d'apparition de Cu(OH)2 , il n'apparait pas...En effet , formation prioritaire du complexe Cu(NH3)42+ qui maintient Cu2+ à une concentration trop faible pour atteindre la condition limite de précipitation au pH imposé par NH3    
Ccl : Les réactions de complexation peuvent empêcher la précipitation.
Parler de la redissolution de Al(OH)3 en Al(OH)4- ou de HgI2 en HgI42-    

II- Influence de la précipitation sur les autres réactions

                1/ Influence sur les réactions redox


Soit un métal : Couple Fe2+ / Fe     
En milieu sulfure ,  
Fe2+ précipite => Fe meilleur réducteur : s'oxyde plus facilement  : le justifier  par un calcul du potentiel standard du couple FeS / Fe

Généralisation : si l'oxydant précipite, le pouvoir réducteur est renforcé. Si le réducteur précipite, le pouvoir oxydant est renforcé.          

                2/ Influence sur les réactions A/B

La dissociation de l'acide acétique est totale en milieu Pb2+  : écrire la réaction : Pb2+ + 2 CH3COOH --> Pb(CH3COO)2  +  2 H+      K = Ka2/Ks   totale
( le précipité est noté en gras)
Le couplage acide + précipitation de l'oxydant => corrosion accélérée  ( par exemple H2S gaz très corrosif - à éliminer du méthane avant traitement- )

                
3/ Influence sur des réactions organiques

Ag+ favorise la SN sur des dérivés halogénés primaires , par précipitation  R-I  +   Nu  + Ag+   -->  R-Nu  +  AgI solide  

Déplacement d'équilibre par précipitation du produit : 2,4 DNPH : action plus efficace car hydrazone solide.


III- Pratique des réactions de précipitation

                1/ Tests et Dosages 

Tests  :
...Voir TP pour toutes ces réactions
Dosages :
Souci : les réactions de précipitation sont parfois lentes à atteindre l'équilibre

                2/ Purification
Vu les valeurs des Ks, la précipitation des métaux lourds diminue leur concentration en solution en deçà des limites imposées par la législation : c'est la méthode de traitement des eaux contre les métaux lourds

ou la préparation de solution en vue d'électrolyse : on se débarasse du plomb à partir d'un minerai de Zn par dissolution en milieu sulfurique à froid dans un premier temps => précipitation du sulfate de plomb. Après élimination, on poursuit la dissolution à chaud en milieu acide sulfurique (  à chaud, le sulfate de plomb ne précipiterait pas - voir enrichissement du minerai de Zinc - )

Cristallisation fractionnée de sels d'acides aminés daistéréoisomères : utilisé dans la séparation d'énantiomères :
On utilise Ks = fonction de T et Ks différents pour les deux diastéréoisomères . Expliquer le principe

                3/ Précipitation  sélective

Marie Curie s'est servie de précipitation sélective pour isoler le polonium . Cela reste une méthode possible pour l'obtention de terres rares .
Principe : Reprendre l'allure du schéma tracé avec l'influence du pH ; En tracer plusieurs, et montrer comment le choix du pH dans une solution mélange permet de séparer les différents métaux

Conclusion

Les pratiques des réactions de précipitation  montrent leur intérêt , pour une part dû à la condition de précipitation, liée au second principe

 





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