équilibres solution

CHIMIE

Les équilibres en solution

Approche progressive et synthétique, résolutions graphiques, exercices corrigés

Jean-Maxime NIGRETTO

9

t2 t9

20

2l

22 23 25 34

t-

2- T

+ $

49 50 51 52

53.J

53 54 55 57 57 63 39

4l

41 42 43 46

69 70 72 72 73 76

TABLE DES MATIERES

Chapitre I : MISE EN SOLUTION

l-

Solvatation

2-

Ionisation et dissociation Exercices

Cïepitre II : ASPECTS ENERGÉTIQUES

Enthalpie Enthalpie libre Règle des phases

Activités et concentrations Energétique des équilibres

Exercices

Démarche de résolution Relation d'échangè

Itiagramme de prédominance Types d' échanges particulaires Bilans conservatifs

Exercices

IV. RÉACTIONS ACIDE-BASE

Corples acide-base

*Éastions acide-base

Fcces

typiques Ecùclle d'acidité

htyacides

et polybases

Echlle

de pH

Îrur

de dissociation If,egramme de distribution

Gdcul

des concentrations

des réactions Exercices

V- DIAGRAMMES DE DILUTION

d'un monoacide fort (AF) d'un monoaoide faible

(Af)

d'un acide indifférent

(Ai)

de bases

rrr : ÉQulTroNs-BrLAr\s ET ÉCHANGE

hercices

de solvant

82 83 84 86 88 1-

2- J-a

4-

t-

2- 3- 4- 5-

Chapitre VI- DIAGRAMMES LOGARITHMIQUES

Intérêt des diagtammes Acides et bases forts

Monoacides et de monobases faibles Polyacides et de polybases faibles

Exercioes

Chapitre VII- TITRAGES ACIDE-BASE

Equivalence

Titrage d'un acide par une base Titrage d'une _{base Par} un acide lndicateurs colorés

Solutions tampons Exercices

Chapitre VIII- COMPLEXES ^SOLUBLES

Définitions Constantes

Échelle de prédominance Echelle de stabilité Diagrammes de

dilution

Diagrammes logarithmiques

Exploitation ^des diagrammes de distribution Influence du pH

Exercices

t02

103

tlz

113 113 116

1- a 3-

124 126

r28 t28

131 131 132 134 r37

223 224 227 229 232 236 4-

5- 6- n 8-

1- a J- 4- 5- 6-

I

chapitre Ix- ÉQUTLIBRES nÉrÉnocÈNns

1-

Introduction

2-

^{Origine de la} PréciPitation

3-

Constantes

4-

^{Bilans de matière}

5-

Classification des PréciPités

6-

^Ligands sans caractère acido-basique

7-

Exploitations ^graPhiques

8-

Co-précipitation

9-

Ligands d'anions basiques

l0-

Equilibres liquideJiquide Exercices

r55 156 156 159 160 162 164

1.69

t7r

177 180

Chapitre x- ÉQurr,IBRES REDox

Couples redox Nombres d'oxydation Equilibrage de couples Equation de Nemst Echelle des potentiels Diagramme de prédominance

7-

Diagrammeslogarithmiques

8-

Rédctionsredox

9-

Aspects cinétiques 10- Diagrammes de Frost

Exercices

Chapitre XI- DIAGRAMMES DE POURBAIX

l-

^Potentiel d'équilibre et pH

2-

^{Tracé des diagrammes}

3-

Diagramme de l'eau

4-

Stabilité thermodynamique des solutés

5-

^{Corrosion des métaux}

G

Quelquesapplications Exercices Index

Bibliographie

237 238 245 247 251

27r

28r

281 283 284 286 288 307 308

L'ouvrage : niveau B (Licences - trlasters)

Un

ouvrage

pour

aborder

efficacement la chimie

^des

équilibres

en

solution

sans autre

pré-requis

que ceux

délivrés

au

lycée et pour

accompagner

l'étudiant

en

chimie et

en sciences de

la vie ou de I'environnement.

Sans se

limiter aux solutions

aqueuses,

il

explique

comment

les

mêmes concepts sont

applicables aux divers types de

solvants

protiques

et dissociants

utilisables

en

chimie.

Une première partie introduit les notions essentielles des réactions acide-base

^et

de complexation en milieu homogène. Elle est assortie d'exercices résolus

^par

les méthodes de calcul analytiques et déductives. Puis une place importante

est consacrée

aux équilibres

hétérogènes

et redox. Cette place

^est

justifiée, _{tant par}

les développements récents

de la chimie analytique et de la chimie de I'environnement,

que

par

les

difficultés

rencontrées

pour

appréhender ce

type d'équilibres.

Une attention particulière est portée aux méthodes de résolution graphiques, qui apportent

une bonne compréhension des phénomènes

et

servent

d'outil pour trouver

des

solutions là où le

maniement

d'équations parfois

complexes

requiert de

longues

démonstrations. Pour illustrer leur intérêt et en faciliter I'assimilation, les solutions apportées par différentes méthodes graphiques sont confrontées dans plus de

160 exercices,

L'auteur:

lean-trtraxime

NIGRETT},

Professeur des universités,

a

enseigné

la chimie

analytique,

l'électrochimie etla

chimie

del'environnement

dansles universités

deNancy, ParisXlll,

Austin (Texas), Tours et Cergy-Pontoise,

Illustration de couverture : Dessin de Léonard de Vinci.

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www. editions-ellipses.fr