Réactions de substitutions successives
Durée : 10 mn
Note maximale : 4
Question
On considère les réactions suivantes :
\([\textrm{Co (H}_2\textrm O)_6]^{2+}+\textrm{en}\to[\textrm{Co(en) (H}_2\textrm O)_4]^{2+} + 2\textrm H_2\textrm O \) \(\qquad\) (1)
\([\textrm{Co (en) (H}_2\textrm O)_4]^{2+}+\textrm{en}\to[\textrm{Co(en)}_2 (\textrm H_2\textrm O)_2]^{2+} + 2\textrm H_2\textrm O \) \(\qquad\) (2)
\([\textrm{Co (en)}_2 (\textrm H_2\textrm O)_2]^{2+}+\textrm{en}\to[\textrm{Co(en)}_3 ]^{2+} + 2\textrm H_2\textrm O \) \(\qquad\) (3)
qui ont les constantes de formations \(K_{f1}\),\(K_{f2}\)et\(K_{f3}\)respectivement.
Trois valeurs de \(K\) sont proposées : \(10^{ \mathrm{3,10}}\), \(10^{ \mathrm{4,83}}\) et \(10^{ \mathrm{5,89}}\) .
Sauriez-vous attribuer sa valeur à chaque constante de formation.
Justifier votre réponse.
Solution
Dans la première réaction, le complexe de départ possède 6 molécules d'eau substituables. Il n'en possède plus que 4 dans la seconde réaction et 2 dans la troisième. Il est donc de plus en plus difficile, statistiquement parlant, de trouver une molécule d'eau à échanger. Il s'agit là d'un effet statistique et donc entropique.
En conclusion, \(K_{f1} > K_{f2} > K_{f3}\) donc \(K_{f1}=10^{ \mathrm{5,89}}\), \(K_{f2}=10^{ \mathrm{4,83}}\), \(K_{f3}=10^{ \mathrm{3,10}}\).
Barème :
4 points pour avoir attribué l'ordre des \(K_f\) en justifiant correctement votre affirmation.