Exercice : Calcul du coefficient d'activité moyen du sulfate de baryum BaSO4

On précipite du sulfate de baryum à 20°C à partir de concentrations initiales après mélange de sulfate de sodium et de chlorure de baryum de 3 mol/m3 dans une cuve agitée. L'intermédiaire réactionnel soluble \[{\mathrm{BaSO}}_{4}\] n'existe pas.

Calculer la sursaturation initiale tenant compte des coefficients d'activité calculés avec l'équation de BRÖMLEY sachant que le produit de solubilité en concentration est de 1,1 10-4 mol2/m-6 (\[{P}_{s}=\left[{\mathrm{Ba}}^{2\mathrm{+}}\right]\left[{\mathrm{SO}}_{4}^{2\mathrm{-}}\right]\]). Vous comparerez cette sursaturation à celle calculée sans les coefficients d'activités.

Question

Écrire l'expression de la sursaturation, avec et sans coefficients d'activité.

Indice

Vous pouvez utiliser le tableau donnant l'expression de la sursaturation en fonction de la concentration pour une molécule dissociée[1].

Question

Calculer les coefficients d'activité du soluté dans la solution initiale et à l'équilibre.

Indice

Deux méthodes peuvent être mise en œuvre :

  1. la méthode du "constituant unique", avec les étapes :

    • Écrire l'expression du coefficient d'activité

    • Calculer la constante \[{B}_{{\mathrm{BaSO}}_{4}}\]correspondante

    • Calculer le coefficient d'activité

  2. la méthode "multi-constituants", avec les étapes :

    • Identifier tous les constituants

    • Calculer la force ionique

    • Calculer les constantes \[{B}_{1}\]

    • Calculer les \[{\dot{B}}_{{M}_{k}{X}_{m}}\] pour une concentration de 3 mol/m3

    • Calculer \[\overline{Z}\], \[{F}_{1}\] et \[{F}_{2}\] pour chaque constituant

    • Calculer le coefficient d'activité pour une concentration de 3 mol/m3

    • Calculer le coefficient d'activité à la concentration d'équilibre en BaSO4

    • Calculer la sursaturation initiale