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Au cours de laquelle des réactions suivantes un précipité est-il susceptible de se former ? (A) Pb(NO3)2 aqueux plus MgS04 aqueux. (B) Ca(OH)2 aqueux plus deux HCl aqueux. (C) Na2CO3 aqueux plus H2SO4 aqueux. (D) HNO3 aqueux plus NH3 aqueux. Ou (E) CuO solide plus H2SO4 aqueux.
Nous devons identifier la réaction au cours de laquelle l’un des produits est un précipité. Un précipité est un produit insoluble qui se sépare d’une solution. Un précipité peut souvent être formé lors d’une réaction avec des réactifs tous les deux aqueux ou en d’autres termes, qui, dissous dans l’eau et mélangés ensemble, réagissent pour former un composé insoluble appelé précipité et très probablement un autre composé aqueux. Nous pouvons utiliser les règles de solubilité dans l’eau pour prédire quel produit sera insoluble dans l’eau. Les composés généralement solubles dans l’eau et qui ne sont pas susceptibles de former des précipités contiennent des cations de métaux alcalins, des cations ammonium, des anions nitrate, des anions bicarbonate, des anions chlorate, des anions acétate, des anions halogénure ou des anions sulfate.
Les composés contenant des halogénures ou des ions sulfate présentent parfois quelques exceptions quant à leur solubilité dans l’eau. Dans le cas des halogénures, si le composé contient également des ions argent, mercure (I) ou plomb (II), le composé est alors insoluble dans l’eau. Les sulfates qui contiennent des ions argent, calcium, strontium, baryum, mercure (I) ou plomb (II) sont également insolubles dans l’eau. Les composés insolubles dans l’eau sont constitués d’anions carbonate, phosphate, sulfure ou hydroxyde, avec les exceptions décrites dans la suite. Les composés contenant des cations de métaux alcalins ou d’ammonium sont toujours solubles dans l’eau. Et les sulfures ou les hydroxydes qui contiennent aussi des cations calcium, baryum ou strontium sont solubles dans l’eau.
Déterminons maintenant les produits formés pour chacune des réactions proposées afin de définir lequel formera un précipité. Les réponses (A), (B), (C) et (E) sont toutes des exemples de réactions d’échange ionique, tandis que la réponse (D) est une réaction acide-base. Dans les réactions d’échange ionique, les cations et les anions se dissocient dans l’eau et se recombinent pour former de nouveaux composés. Commençons par la réponse (A). Nous pouvons prédire les produits formés en identifiant d’abord les cations et les anions présents dans chaque réactif. Le premier réactif, Pb(NO3)2, contient des cations plomb (II) et des anions nitrate, et MgSO4 contient des cations magnésium et des anions sulfate. Ces ions se recombinent pour former de nouveaux composés. Ainsi, le premier produit sera composé de cations plomb (II) et d’anions sulfate, formant PbSO4, et le second contiendra des cations magnésium et des anions nitrate pour former Mg(NO3)2.
Déterminons la solubilité de ces produits à l’aide des règles de solubilité dans l’eau vues précédemment. Premièrement, pour PbSO4, on peut voir que les composés contenant des anions sulfate sont généralement solubles dans l’eau, à moins qu’ils ne contiennent également des cations plomb (II), ce qui est le cas ici. Cela signifie que le PbSO4 est insoluble dans l’eau et est donc susceptible de précipiter. On peut le représenter avec le symbole d’état s pour solide. Le deuxième produit, Mg(NO3)2, contient des anions nitrate et est donc soluble dans l’eau, ce que nous pouvons indiquer par le symbole d’état aq pour aqueux. Il semblerait que nous ayons déjà trouvé la réaction dans laquelle un précipité est susceptible d’être formé : c’est la réponse (A).
Vérifions brièvement les autres réponses pour en être sûr. Dans la réponse (B), les cations calcium de Ca(OH)2 et les ions chlorure de deux HCl forment CaCl2, qui, selon les règles de solubilité dans l’eau, sera soluble dans l’eau. Et le deuxième produit formé avec les ions hydrogène et hydroxyde sera de l’eau liquide. Aucun précipité ne sera formé dans la réaction de la réponse (B). Dans la réponse (C), les cations sodium de Na2CO3 et les anions sulfate de H2SO4 se recombinent pour former Na2SO4, soluble dans l’eau et donc aqueux, puisque le composé contient des anions sulfate et n’est pas l’une des exceptions citées, avec un deuxième produit contenant des anions carbonate et des cations hydrogène pour former H2CO3, soluble dans l’eau.
Il convient de mentionner que dans cette réaction, H2CO3 se décompose en eau liquide et en dioxyde de carbone gazeux, mais ne forme pas de précipité. La réponse (D) est une réaction acide-base où un ion hydrogène de HNO3 est donné à NH3 pour former des anions nitrate, solubles dans l’eau, et des cations ammonium, également solubles dans l’eau. La réaction de la réponse (D) n’est pas susceptible de former un précipité. Enfin, la réponse (E), où les cations cuivre (II) de CuO se recombinent avec les anions sulfate de H2SO4 pour former CuSO4, qui est soluble dans l’eau, et où le deuxième produit est de l’eau liquide formée par les cations hydrogène et les anions oxyde. Il n’y a pas de précipité formé dans la réaction de la réponse (E).
Nous avons confirmé que la seule réaction dans laquelle un précipité est susceptible de se former est la réaction de la réponse (A) entre Pb(NO3)2 aqueux et MgSO4 aqueux.
