16.19 Complexation et solubilité
267
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Complexation et solubilité
Exercice 16.19
Quelle masse de bromure d’argent AgBr peut-on dissoudre dans un litre d’une
solution 1,0 M de thiosulfate de sodium Na 2 S 2 O 3 , où il se forme alors un
complexe [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3– ?
Comparez cette quantité à celle qu’on peut dissoudre dans un litre d’eau.
Solution
■ Voyez-vous l’analogie qui existe entre cette situation et l’augmentation de la solubilité de AgNO 2 (par exemple) en milieu acide [Ex. 16.11] ?
Dans tous les cas, à la saturation de la solution, il y a égalité entre le produit ionique (produit des
activités relatives) et le produit de solubilité K s . Mais si l’un des ions est consommé dans un
autre équilibre, de sorte que sa concentration dans la solution diminue, la concentration de
l’autre doit augmenter, ce qui revient à dire qu’une quantité supplémentaire du composé doit se
dissoudre, et que sa solubilité apparente augmente.
Dans le cas de AgNO 2 , les anions NO 2
– étaient en grande partie transformés en molécules
HNO 2 , en raison de la faiblesse de l’acide nitreux.
Dans le cas présent, les cations Ag ϩ participent à une réaction de complexation, et l’analogie
entre les deux situations est que l’équilibre de dissolution est couplé avec un autre équilibre,
acidobasique pour AgNO 2 , de complexation pour AgBr.
Les deux équilibres sont associés et donnent un équilibre global :
AgBr (s)
Ag ϩ (aq) ϩ Br – (aq)
K s ϭ 4,95.10 –13
Ag ϩ (aq) ϩ 2S 2 O 3
2– (aq)
[Ag (S 2 O 3 ) 2 ] 3– (aq)
K c ϭ 3,2.10 13
AgBr (s) ϩ 2S 2 O 3
2– (aq)
[Ag (S 2 O 3 ) 2 ] 3– (aq) ϩ Br – (aq) Kϭ K s .K c
On peut écrire pour l’équilibre global :
(1)
On cherche la solubilité s de AgBr dans ces conditions, c’est-à-dire la quantité de AgBr solide
qui se dissout dans un litre de solution. La valeur de [Br – ] est représentative de cette quantité
(puisqu’il n’arrive rien aux ions Br – de AgBr qui se dissout) : [s] ϭ [Br – ].
D’autre part, étant donné la valeur très élevée de K c qui indique que la réaction de complexation
est pratiquement totale, on peut négliger la concentration en ions Ag ϩ libres devant celle du
complexe et poser que
[s] ϭ [Br – ] Ϸ [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3– .
Enfin, puisque la formation d’un ion complexe nécessite deux ions S 2 O 3
2– :
[S 2 O 3
2– ] ϭ 1,0 – 2[s]
Remarque. La formation d’un complexe à partir de l’ion métallique d’un composé
très peu soluble augmente, souvent dans des proportions considérables, sa solubilité.
K
Ag S 2 O 3
(
) 2
[
] 3–
[
]Br
–
[
]
S 2 O 3
2–
[
]
2
------------------------------------------------------ -
K s K c
⋅
=
=
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Complexation et solubilité
Exercice 16.19
Quelle masse de bromure d’argent AgBr peut-on dissoudre dans un litre d’une
solution 1,0 M de thiosulfate de sodium Na 2 S 2 O 3 , où il se forme alors un
complexe [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3– ?
Comparez cette quantité à celle qu’on peut dissoudre dans un litre d’eau.
Solution
■ Voyez-vous l’analogie qui existe entre cette situation et l’augmentation de la solubilité de AgNO 2 (par exemple) en milieu acide [Ex. 16.11] ?
Dans tous les cas, à la saturation de la solution, il y a égalité entre le produit ionique (produit des
activités relatives) et le produit de solubilité K s . Mais si l’un des ions est consommé dans un
autre équilibre, de sorte que sa concentration dans la solution diminue, la concentration de
l’autre doit augmenter, ce qui revient à dire qu’une quantité supplémentaire du composé doit se
dissoudre, et que sa solubilité apparente augmente.
Dans le cas de AgNO 2 , les anions NO 2
– étaient en grande partie transformés en molécules
HNO 2 , en raison de la faiblesse de l’acide nitreux.
Dans le cas présent, les cations Ag ϩ participent à une réaction de complexation, et l’analogie
entre les deux situations est que l’équilibre de dissolution est couplé avec un autre équilibre,
acidobasique pour AgNO 2 , de complexation pour AgBr.
Les deux équilibres sont associés et donnent un équilibre global :
AgBr (s)
Ag ϩ (aq) ϩ Br – (aq)
K s ϭ 4,95.10 –13
Ag ϩ (aq) ϩ 2S 2 O 3
2– (aq)
[Ag (S 2 O 3 ) 2 ] 3– (aq)
K c ϭ 3,2.10 13
AgBr (s) ϩ 2S 2 O 3
2– (aq)
[Ag (S 2 O 3 ) 2 ] 3– (aq) ϩ Br – (aq) Kϭ K s .K c
On peut écrire pour l’équilibre global :
(1)
On cherche la solubilité s de AgBr dans ces conditions, c’est-à-dire la quantité de AgBr solide
qui se dissout dans un litre de solution. La valeur de [Br – ] est représentative de cette quantité
(puisqu’il n’arrive rien aux ions Br – de AgBr qui se dissout) : [s] ϭ [Br – ].
D’autre part, étant donné la valeur très élevée de K c qui indique que la réaction de complexation
est pratiquement totale, on peut négliger la concentration en ions Ag ϩ libres devant celle du
complexe et poser que
[s] ϭ [Br – ] Ϸ [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3– .
Enfin, puisque la formation d’un ion complexe nécessite deux ions S 2 O 3
2– :
[S 2 O 3
2– ] ϭ 1,0 – 2[s]
Remarque. La formation d’un complexe à partir de l’ion métallique d’un composé
très peu soluble augmente, souvent dans des proportions considérables, sa solubilité.
K
Ag S 2 O 3
(
) 2
[
] 3–
[
]Br
–
[
]
S 2 O 3
2–
[
]
2
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K s K c
⋅
=
=