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Les sels de thallium sont très toxiques avec une très faible solubilité. Cependant, il a été possible de dissoudre 3,49 grammes de bromate de thallium(I), TlBrO3, dans un litre d’eau pendant une préparation de laboratoire. Quel est le produit de solubilité du bromate de thallium(I) ? En considérant que la masse molaire du bromate de thallium(I) est de 332,3 g/mol, donnez votre réponse en notation scientifique avec 3 décimales.
Nous pensons généralement que les solides sont solubles ou insolubles. Mais de nombreux solides que nous considérons insolubles ont tout simplement une très faible solubilité, ce qui signifie qu’ils ne se dissolvent que très peu. Nous pouvons exprimer cette dissolution comme une réaction d’équilibre. Voici une réaction générale pour la dissolution d’un sel métallique.
Nous pouvons définir une constante d'équilibre pour cette réaction, que l'on appelle le produit de solubilité. Elle est égale à la concentration du cation métallique multipliée par la concentration de l’anion. La concentration indiquée entre crochets est exprimée en unités molaires, moles par litre ou moles par décimètre cube. Si des coefficients stœchiométriques sont impliqués dans la réaction, nous pouvons les inclure dans le produit de solubilité en élevant chaque concentration à la puissance du coefficient stœchiométrique.
Définissons le produit de solubilité pour le sel métallique dans cette question, le bromate de thallium(I). Lorsque le bromate de thallium(I) se dissout, il se dissocie en ions thallium un plus et en anions bromate. Ainsi, 𝐾 s pour le bromate de thallium est égal à la concentration en ions thallium multipliée par la concentration en ions bromate. Nous allons donc avoir besoin de la concentration en ions thallium et bromate pour résoudre ce problème.
Nous ne connaissons pas les concentrations. Ces informations n’ont pas été donnée dans le problème. Mais nous savons que chaque mole de bromate de thallium se dissocie pour former une mole d’ions thallium et une mole d’ions bromate. Pour chaque quantité X de bromate de thallium qui se dissout dans la solution, la même quantité X d'ions thallium et bromate sera formée. Donc, si nous calculons la quantité de bromate de thallium qui se dissout dans la solution, nous pouvons calculer le produit de solubilité.
Le problème nous dit que 3,49 grammes de bromate de thallium(I) se dissolvent dans la solution. Mais la quantité que nous voulons doit être exprimée en moles, donc nous devrons convertir de grammes en moles. Nous pouvons trouver la quantité d’une substance en moles en divisant la masse de la substance par sa masse molaire. Alors allons-y et calculons la quantité de bromate de thallium en moles.
La masse de bromate de thallium donnée dans le problème est de 3,49 grammes. Et la masse molaire a été donnée comme étant de 332,3 grammes par mole. En effectuant le calcul, on obtient la quantité en moles de bromate de thallium(I) qui a été dissoute. La quantité de bromate de thallium (I) est donc de 0,0105 mole. En raison de la stœchiométrie de la réaction, cette quantité en moles correspond également à la quantité d'ions thallium un plus et d'ions bromate.
Maintenant, tout ce que nous devons faire avant de résoudre le problème est de transformer cette quantité en une concentration. Nous pouvons calculer la concentration si nous divisons la quantité d’une substance en moles par le volume de la solution. Le volume de la solution est d’un litre. Ainsi, la concentration des ions thallium un plus et bromate est égale à 0,0105 mole par litre.
Donc, finalement, nous avons ce dont nous avons besoin pour calculer 𝐾 s. Les concentrations d’ions thallium un plus et d’ions bromate sont toutes deux égales à 0,0105 mole par litre, ce qui est égal à la concentration au carré. En effectuant le calcul, nous trouvons 1,1025 fois 10 à la puissance moins quatre moles au carré par litre au carré. Si nous arrondissons au millième, nous aurons notre réponse finale. Ainsi, le produit de solubilité du bromate de thallium(I) est de 1,103 fois 10 puissance moins quatre moles au carré par litre au carré.
