L'acide iodique HIO3 se dissocie en solution aqueuse en...

L'acide iodique $\mathrm{HIO}_3$ se dissocie en solution aqueuse en donnant des ions $\mathrm{H}^{+}$ et $\mathrm{IO}_3^{-}$. On pourrait donc s'attendre ( $c f$. exercice précédent) à observer un abaissement cryoscopique double de celui qui correspondrait à une molalité calculée par rapport aux molécules $\mathrm{HIO}_3$. En fait, bien qu'il soit plus important que lui, il n'en est pas le double. a) Quelle conclusion peut-on en tirer sur la nature des espèces, molécules ou ions, présentes dans la solution? b) Donnez à cette description un caractère quantitatif, (calculer les concentrations de toutes les espèces présentes) dans le cas suivant : $23,5 \mathrm{~g}$ d'acide iodique dissous dans $750 \mathrm{~mL}$ d'eau; température de congélation observée $-0,53^{\circ} \mathrm{C}$.

L'acide iodique $\mathrm{HIO}_3$ se dissocie en solution aqueuse en donnant des ions $\mathrm{H}^{+}$ et $\mathrm{IO}_3^{-}$. On pourrait donc s'attendre ( $c f$. exercice précédent) à observer un abaissement cryoscopique double de celui qui correspondrait à une molalité calculée par rapport aux molécules $\mathrm{HIO}_3$. En fait, bien qu'il soit plus important que lui, il n'en est pas le double.
a) Quelle conclusion peut-on en tirer sur la nature des espèces, molécules ou ions, présentes dans la solution?
b) Donnez à cette description un caractère quantitatif, (calculer les concentrations de toutes les espèces présentes) dans le cas suivant : $23,5 \mathrm{~g}$ d'acide iodique dissous dans $750 \mathrm{~mL}$ d'eau; température de congélation observée $-0,53^{\circ} \mathrm{C}$.

Key Concepts

Molality and Concentration Calculations

Molality is defined as the number of moles of solute per kilogram of solvent. It is used in colligative property calculations because it is not affected by temperature variations. Determining the molal concentration of each species in solution is crucial for linking experimental freezing point changes to the amount and effective particle number of solute present.

Colligative Properties

This concept refers to the effects on a solvent’s physical properties due to the presence of solute particles. Freezing point depression is a colligative property where the addition of solute particles to a solvent causes a lowering of the freezing point. The magnitude of the effect depends on the number of solute particles rather than their identity.

Van't Hoff Factor

The Van't Hoff factor (i) is a quantitative measure of the number of particles a solute produces when dissolving. In ideal cases, complete dissociation of an electrolyte would yield an i value equal to the number of ions produced per formula unit. However, deviations from the ideal value may occur due to incomplete dissociation or ion association, which is important when comparing the expected and observed freezing point depressions.

Degree of Dissociation

This is the proportion of solute molecules that dissociate into ions in solution. Even for strong acids or salts that are expected to ionize completely, experimental observations such as a freezing point depression lower than predicted can indicate that the actual number of free ions is less than expected, due to factors like ion pairing or equilibrium limitations.

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