778 Chapitre 29
Dissolution et précipitation
En comparant les droites obtenues à la courbe réelle fournie, on peut remarquer que les droites sont
quasiment confondues avec la courbe réelle sauf pour des pH proches des pKa où il faudrait prendre
en compte deux espèces prépondérantes et non une seule.
4. Pour une concentration c = 1,0 · 10
−4 mol · L
−1 on a pc = 4. On voit sur le graphique que pc > ps,
ce qui signifie que le carbonate de fer est bien dissous à ce pH et que la solution n’est pas saturée.
Lorsqu’on augmente de pH, on constate graphiquement qu’un précipité de FeCO 3 apparaît lorsque
ps = pc, c’est-à-dire lorsque 0,1 +
1
2
pH = 4 et donc pH = 7,8.
5. Lorsque pc = 5, on constate graphiquement que Fe(OH) 2 précipite en premier, pour pH = 9,0.
Exercice 29.6
1. La dissolution de l’hydroxyde de calcium s’écrit : Ca(OH) 2 (s) = Ca
2+ (aq) + 2 OH
– (aq). Si s est
la solubilité en mol · L
−1 , un tableau d’avancement nous donne [Ca
2+ ] = s et [OH
– ] = 2s. L’équilibre de la réaction de dissolution s’écrit [Ca
2+ ][OH
– ]
2 = Ks2 soit 4s
3 = Ks2, d’où l’on déduit
s = 1,2 · 10
−2 mol · L
−1 .
2. La réaction de décarbonatation est : Ca
2+ (aq) + OH
– (aq) + HCO
–
3 (aq) = CaCO 3 (s) + H 2 O(l).
La condition d’équilibre s’écrit : K =
1
[Ca
2+ ][OH
– ][HCO
–
3 ]
.
On transforme le quotient de réaction à l’aide des conditions d’équilibre suivantes : [Ca
2+ ][CO
2–
3 ] = Ks1
pour la dissolution de CaCO 3 ,
[CO 2–
3 ][H 3 O + ]
[HCO –
3 ]
= Ka pour l’équilibre acido-basique des carbonates, et
[H 3 O
+ ][OH
– ] = Ke pour l’autoprotolyse de l’eau.
On a ainsi : K =
1
[Ca
2+ ][CO
2–
3 ]
[CO
2–
3 ][H 3 O
+ ]
[HCO
–
3 ]
1
[H 3 O
+ ][OH
– ]
=
Ka
Ks1Ke
= 10
−10,3+8,3+14,0 = 10
12,0 . La
réaction de décarbonatation est donc supposée totale.
Remarque : en gardant les coefficients stœchiométriques à deux dans l’équation bilan, on trouve une
constante d’équilibre K
= K
2 = 10
24,0 .
3. Pour faire précipiter tout le calcium (avec tout le carbonate), il faut apporter autant de calcium qu’il y a
d’ions hydrogénocarbonate initialement présents, soit 5,0 mol · L
−1 de calcium, c’est-à-dire 5,0 mol · L
−1
de Ca(OH) 2 .
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Dissolution et précipitation
En comparant les droites obtenues à la courbe réelle fournie, on peut remarquer que les droites sont
quasiment confondues avec la courbe réelle sauf pour des pH proches des pKa où il faudrait prendre
en compte deux espèces prépondérantes et non une seule.
4. Pour une concentration c = 1,0 · 10
−4 mol · L
−1 on a pc = 4. On voit sur le graphique que pc > ps,
ce qui signifie que le carbonate de fer est bien dissous à ce pH et que la solution n’est pas saturée.
Lorsqu’on augmente de pH, on constate graphiquement qu’un précipité de FeCO 3 apparaît lorsque
ps = pc, c’est-à-dire lorsque 0,1 +
1
2
pH = 4 et donc pH = 7,8.
5. Lorsque pc = 5, on constate graphiquement que Fe(OH) 2 précipite en premier, pour pH = 9,0.
Exercice 29.6
1. La dissolution de l’hydroxyde de calcium s’écrit : Ca(OH) 2 (s) = Ca
2+ (aq) + 2 OH
– (aq). Si s est
la solubilité en mol · L
−1 , un tableau d’avancement nous donne [Ca
2+ ] = s et [OH
– ] = 2s. L’équilibre de la réaction de dissolution s’écrit [Ca
2+ ][OH
– ]
2 = Ks2 soit 4s
3 = Ks2, d’où l’on déduit
s = 1,2 · 10
−2 mol · L
−1 .
2. La réaction de décarbonatation est : Ca
2+ (aq) + OH
– (aq) + HCO
–
3 (aq) = CaCO 3 (s) + H 2 O(l).
La condition d’équilibre s’écrit : K =
1
[Ca
2+ ][OH
– ][HCO
–
3 ]
.
On transforme le quotient de réaction à l’aide des conditions d’équilibre suivantes : [Ca
2+ ][CO
2–
3 ] = Ks1
pour la dissolution de CaCO 3 ,
[CO 2–
3 ][H 3 O + ]
[HCO –
3 ]
= Ka pour l’équilibre acido-basique des carbonates, et
[H 3 O
+ ][OH
– ] = Ke pour l’autoprotolyse de l’eau.
On a ainsi : K =
1
[Ca
2+ ][CO
2–
3 ]
[CO
2–
3 ][H 3 O
+ ]
[HCO
–
3 ]
1
[H 3 O
+ ][OH
– ]
=
Ka
Ks1Ke
= 10
−10,3+8,3+14,0 = 10
12,0 . La
réaction de décarbonatation est donc supposée totale.
Remarque : en gardant les coefficients stœchiométriques à deux dans l’équation bilan, on trouve une
constante d’équilibre K
= K
2 = 10
24,0 .
3. Pour faire précipiter tout le calcium (avec tout le carbonate), il faut apporter autant de calcium qu’il y a
d’ions hydrogénocarbonate initialement présents, soit 5,0 mol · L
−1 de calcium, c’est-à-dire 5,0 mol · L
−1
de Ca(OH) 2 .
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