T.S.1 C.I.R.A            Donné en décembre 1997          ATOMISTIQUE

EXERCICE :

La figure ci-après rappelle la géométrie de la molécule d'eau. Chacune des liaisons a une longueur de 96 pm et l'angle qu'elles forment entre elles vaut 105,5°. Dans l'échelle de Pauling, l'oxygène a une électronegativité de 3,5 et l'hydrogène une électronégativité de 2,2.

1) Calculer le moment dipolaire de la molécule d'eau sachant que chaque liaison a un moment dipolaire de 1,53 D (1 debye = Cm).

Représenter le vecteur moment dipolaire de la molécule d'eau.

2) L'eau est un solvant des composés ioniques. La mise en solution d'un soluté ionique correspond à la destruction du réseau cristallin, à la libération des ions et à leur hydratation (ou solvatation : les ions hydratés sont entourés de molécules d'eau).

On s'intéresse à la dissolution de 1 mol de bromure de sodium NaBr.

a) A l'aide d'un diagramme énergétique, représenter les étapes de :

- la dislocation et dispersion des ions. (Processus endothermique).

- l'hydratation des ions (processus exothermique).

en prenant pour référence des énergies le cristal solide et l'eau.

b) Calculer l'énergie de dissolution de 1 mol de NaBr en utilisant les tableaux 1 et 2.

Données :
Tableau 1 : énergie de cohésion de quelques cristaux ioniques

Cristal ER (kJ/mol) Cristal ER (kJ/mol)
NaF
923
MgO
3791
NaCl
782
CaO
3401
NaBr
747
SrO
3223
NaI
704
BaO
3054

Tableau 2 : énergies en kJ/mol d'hydratation

ions
F-
Cl-
Br-
I-
Li+
-1041
-898
-867
-854
Na+
-927
-784
-753
-740
K+
-844
-701
-670
-657
Ag+
-993
-850
-819
-806

 

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