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pH et quotient de réaction

Posté par
thelastnaruto 24-01-15 à 16:04

Bonjour, j'ai besoin d'aide sur une question s'il vous plait.
Expliquer comment une mesure de pH permet de déterminer le quotient de réaction à l'équilibre Qéq.

si on mesure la concentration d'une espèce chimique à l'équilibre à l'aide d'un pH-mètre on peut déterminer Qr_eq.

Je pense que ma réponse est trop courte voire inutile.

Posté par re : pH et quotient de réaction 24-01-15 à 16:10

Salut,

Alors je te conseille de revenir à la définition de la constante d'acidité

Posté par pH et quotient de réaction 24-01-15 à 16:15

La constante d'acidité K_A est la constante d'équilibre associée à l'équation d'autoprotolyse de l'eau

K_A=[A-][H3O+]/[AH]

Posté par re : pH et quotient de réaction 25-01-15 à 20:15

Alors,

Considérons un acide $AH$ dont la concentration initiale est $C_a$

L'équation de dissociation de l'acide avec l'eau est

$AH + H_2O \rightarrow A^- + H_3O^+$

Etat initial :

$n_i(AH) = C_a \times V_{tot}$

Le quotient de réaction s'écrit :

$Q_{r} = \dfrac{[A^-].[H_3O^+]}{[AH]}$

A l'équilibre :

L'avancement de la réaction vaut
$x_{eq}= n_f(H_3O^+) = [H_3O^+]_{eq} \times V_{tot} = [A^-]_{eq} \times V_{tot}$

$\Leftrightarrow \boxed{[H_3O^+]_{eq} = [A^-]_{eq}}$

et donc $n_f(AH) = n_i(AH) - x_{eq} = C_a \times V_{tot} - [H_3O^+]_{eq} \times V_{tot}$

$\Leftrightarrow \boxed{[AH]_{eq} = C_a - [H_3O^+]_{eq}}$

soit

$K=Q_{r,eq} = \dfrac{[A^-]_{eq}.[H_3O^+]_{eq}}{[AH]_{eq}} = \dfrac{[H_3O^+]_{eq} \times [H_3O^+]_{eq}}{C_a - [H_3O^+]_{eq}} = \dfrac{[H_3O^+]_{eq}^2}{C_a - [H_3O^+]_{eq}}$

Or par définition du pH :

$pH = -log[H_3O^+]$

Donc si tu connais la concentration initiale de ta solution, il suffit de faire :

$log(K) = log(Q_{r,eq}) = log(\dfrac{[H_3O^+]_{eq}^2}{C_a - [H_3O^+]_{eq}})$

et de faire apparaître le pH