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Le phosphate de nickel (II), (Ni₃(PO₄)₂), n’est que légèrement soluble, et sa dissolution forme de multiples ions nickel et phosphate. En laboratoire, on lui trouve une solubilité de 2,13 fois 10 puissance moins sept moles par décimètre cube. Quel est le produit de solubilité du phosphate de nickel (II) ? Donne ta réponse en notation scientifique au centième près.
Nous considérons souvent les substances comme étant soit solubles, soit insolubles dans l’eau. Cependant, même les substances que nous considérons comme insolubles peuvent être solubles, seulement en très petites quantités. Ceci est donc une façon plus réaliste et précise de parler de solubilité. Le phosphate de nickel (II) n’est que légèrement soluble.
Nous pouvons exprimer la dissolution d’un sel métallique légèrement soluble, appelons-le MA, comme étant en équilibre avec ses ions qui le composent selon cette équation. M est un métal et il forme un cation en solution. A est le composant non métallique. Il peut s’agir d’un seul élément, ou de plusieurs éléments dans un ion polyatomique. Cette partie forme un anion en solution.
Pour cette équation générale de dissolution d’un sel métallique, nous pouvons écrire une équation correspondante pour la constante du produit de solubilité 𝐾sp. 𝐾sp est égale au produit des concentrations molaires des ions dans la solution. Cependant, que se passe-t-il si notre solide ne se dissout pas dans un rapport molaire d’ions de un pour un ? Dans un tel cas, la concentration de chaque ion est élevée à la puissance de son coefficient stœchiométrique respectif.
Maintenant que nous savons comment écrire l’expression de 𝐾sp pour tout sel métallique général, examinons le sel métallique en question, le phosphate de nickel (II). La formule du sel métallique est Ni3(PO4)2. Remplaçons donc MA par cette formule. L’ion métallique est Ni2+. Remplaçons. Pour chaque unité de formule du sel métallique qui se dissout, trois cations nickel seront formés en solution. Nous remplaçons donc le m minuscule par trois. L’anion sera PO43‒, l’anion phosphate. Et nous pouvons donc l’écrire à la place du A majuscule. Et pour chaque unité de formule du sel dissous, deux anions seront en solution. Nous pouvons remplacer le a minuscule par deux.
Nous obtenons cette expression du produit de solubilité. Maintenant que nous avons l’expression du produit de solubilité, nous pouvons résoudre le problème. On nous donne la solubilité du phosphate de nickel (II), c’est à dire la concentration de ce sel métallique qui se dissout. Elle est égale à 2,13 fois 10 puissance moins sept moles par décimètre cube. Et nous savons que pour chaque mole de sel qui se dissout, trois moles d’ions nickel et deux moles d’ions phosphate seront en solution. Donc, la concentration des ions nickel en solution à l’équilibre doit être de trois fois cette valeur de concentration. Nous pouvons mettre ceci dans l’équation. Et la concentration des ions phosphate en solution est le double de la concentration du sel métallique qui se dissout. Et nous pouvons également mettre ceci dans l’équation.
Maintenant, nous pouvons faire le calcul. Et nous obtenons une valeur de 4,74 fois 10 puissance moins 32 pour 𝐾sp. On nous demande de donner la réponse en notation scientifique au centième près. C’est déjà bien le cas. Mais qu’en est-il de l’unité ? Souvent, les valeurs de 𝐾sp sont exprimées sans unité. Si nous choisissons d’inclure l’unité, nous devons penser à multiplier l’unité par la somme des puissances, qui est de cinq. Cela donne l’unité finale mole puissance cinq décimètre puissance moins 15.
En conclusion, quel est le produit de solubilité du phosphate de nickel (II) ? La réponse est 4,74 fois 10 puissance moins 32 mole puissance cinq décimètre puissance moins 15.
