\title{LC29 -- Solubilité}

\begin{document}
\section{Pré-requis}
\begin{itemize}
    \item Equilibre et titrage acido-basique
    \item Diagramme de prédominance
\end{itemize}

\section{Notion de solubilité}
\subsection{Equilibre de solubilisation}
\begin{equation}
    Al(OH)_3 = Al^{3+} + 3HO^-
\end{equation}
Le sens directe est le sens de solubilisation et le sens inverse le sens de précipitaiton.
Comme la notion de $K_a$ dans la cours d'acide-base, on peut définir une constante $K_s$ telle qu'elle est définie par:
\begin{equation}
    K_s = \frac{[Al^{3+}][HO^-]^3}{C^{\circ}^4}
\end{equation}
On peut définir aussi le $pKs$.

\subsection{Rupture d'équilibre}

Solubilité : quantité maximale à ajouter pour atteindre la saturation d'un litre de solution (en mol/L)

On peut écrire le tableau d'avancement de la solubilisation du complexe d'aluminium.
On a la constante d'équilibre qui s'écrit en fonction de la solubilité

Notion de domaine d'existence du solide c'est a dire le domaine 
Diagramme de prédominance l'oxyde de fer (roux) et de l'oxyde d'aluminium.

\section{Expérience: séparation du fer et de l'aluminium}
Objectif : séparation de l'oxyde de fer et de l'oxyde d'aluminium.
Protocole : On passe en milieu basique à l'aide de $ HO^-$. On a l'oxyde de d'aluminium qui solubilise en premier. On filtre pour récupérer le filtrat, c'est à dire la phase où il y a les oxydes d'aluminium. On fait une filtration sur buchner avec de la roche de célite car un filtre seul ne permet pas de retenir l'hydroxyde de fer. On ajoute quelques gouttes de soude pour être sur que tout les complexes d'aluminum sont passés dans le filtrat. 
On va titrer le filtrat. On ajoute de l'acide sulfurique concentré, le milieu se trouble car on retrouve l'hydroxyde d'aluminium (on a pas de couleur rouge donc on a plus d'hydroxyde de fer)

\section{Titrage par précipitation}
\subsection{Les attentes de ce filtrage}
Courbe de titrage attendu à l'aide de dosaqueux pour simuler le titrage par précipitation. 
Equation de titrage : 
\begin{itemize}
    \item autoprotolyse de l'eau (première partie de la courbe)
    \item $Al(OH)_3 = Al^{3+} + 3HO^-$ le début de ce titrage est repéré par un point anguleux à partir duquel le pH de la solution devient constante car l'intégralité de la soude est consommé pour former le solide.
\end{itemize}

On a déjà fait en préparation la quasi-totalité de la courbe de titrage sauf le point anguleux puisque c'est ce qu'il y a de nouveau. 
Le pH-mètre prend un peu de temps pour se stabiliser.

\subsection{Détermination de la constante de solubilité des hydroxydes d'aluminium}
Etude du point anguleux
\begin{itemize}
    \item le $K_s$ est vérifié
    \item le pH à ce point nous donne la concentration des ions hydroxydes dans la solution
\end{itemize}



\section{Questions}
\begin{itemize}
    \item Est ce qu'au lycée, les élèves voient déjà des notions d'équilibre qui pourrait leur permettre de voir cette notion ? qu'est ce qui leur manque en début de MPSI pour comprendre cette question ? La notion de complexe devrait être vu avant, pendant, après cette leçon ? (parce que la leçon parle de complexes sans le mentionner)
    \item quelles sont les difficultés que les élèves rencontrent souvent face à cette leçon ? 
    \item retour sur l'introduction : quelles sont les facteurs qui font varier la solubilité des espèces dans l'eau ? 
    \item Est-ce qu'il y a une différence entre l'évolution en fonction de la température pour un gaz et un solide ? \emph{Factorisation de la solubilité d'un gaz à basse température.}
    \item comment expliquer à des étudiants que les gaz sont moins solubles à chaud ? \emph{On peut parler de l'agitation thermique pour vulgariser la notion.}
    \item Sous quelle forme est présent l'aluminium dans la beauxite ? \emph{Forme AlOH3 auquel on a des molécules d'eau : AlO(OH) , autre forme dimérisée : Al_2O_3 (alumine - principament dans la beauxite). Il n'y a pas tant de tri-hydroxide d'aluminium dans la beauxite.}
    \item A propos de la manipulation, pourquoi tu as filtré sur célite ? \emph{Essai sans la célite et cela ne fonctionne pas. Apparemment, célite = fritté, même si ça salit beaucoup...} 
    \item Est ce que l'expérience est faisable pour les étudiants ? Quest ce que tu voudrais que les étudiants retienne en matière de techniques et de compétences expérimentales ? \emph{La célite est un composé très pulvérulent donc à manipuler sous la hotte. Savoir faire le vide, laver un produit, réaliser une filtration. Titrage - appropriation des concepts théoriques, calcul de concentration}
    \item du point de vue pédagogique, mais une fois qu'on a vu la courbe de titrage avec le logiciel, quelle est l'intérêt de faire la manip' après ? \emph{voir les différences entre le logiciel et l'expérience.}
    \item Attention aux titres qui doivent être plus indicatifs du contenu 
    \item Comment on peut justifier la présence d'un point anguleux même si expérimentalement c'est pas très clair ? \emph{Au niveau du saut de pH, c'est pas du tout symétrique. Donc on peut en conclure qu'il ne s'agit pas d'un titrage d'un diacide par exemple. Pour le "trouver" même si on le voit pas, on peut regarder les intersection des asymptotes. (pas de point anguleux par manque de }
    \item \textbf{limite pour les lunettes - sous $10^{-3}$, $10^{-4}$M ça va, en dessous non.}
    \item Il faut soigner les schémas.
    \item Comment obtenir l'aluminium pur à la fin ? \emph{Réaction d'oxydo-réduction,  électrolyse}
    \item \textbf{Valeurs de la république} : L'article 3 de la charte de la laïcité stipule qu'un élève est libre de croire et de ne pas croire, que faire quand il décide de ne pas croire à votre cours ? \emph{Recadrer le propos - objectif science et religion différent. Pas de dogme. Différence en termes des textes fondateurs peut-être ? Les religions cherchent à comprendre pourquoi quand la science à comprendre comment. C'est pas le même paradigme ! }
\end{itemize}
\end{document}