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acide / base

Posté par
yllen97 01-03-15 à 11:48

Bonjour à tous!!
J'aurais besoin d'aide pour un exercice, voici l'énoncé:

On mélange un volume V1 = 500ml d'une solution de monochloroéthanoate de sodium (NaCH2ClCOO) et V2 = 500ml d'une solution de chlorure d'ammonium (NH4Cl) de même concentration C= 2,0 x 10-2 mol/L.
Les 2 composés sont totalement dissociés et ionisés en solution aqueuse:
NaCH2ClCOO ->Na+ +CH2ClCOO-
NH4Cl -> NH4+ + Cl-

Données: on a les 2 couples acide/base:
- NH4+ / NH3; pKa1 =9,2
- CH2ClCOOH/CH2ClCOO-; pKa2 = 2,9

Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses?
A. Dans ce mélange on a la réaction: NH4++CH2ClCOO- -> NH3 +CH2ClCOOH

B. La constante de la réaction vaut: KR = 106,3
Je voudrais savoir comment ce calcul cette constante, je suppose qu'il faut utiliser les pKa donnés plus haut.

C. La concentration finale en acide monochloroéthanoïque vaut 1,0.10-2 mol/L
D. Le pH du mélange sera compris entre 2,9 et 9,2

Merci de bien vouloir m'aider à trouver la réponse sans me la donner.

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:05

Salut,

As-tu eu un cours sur les réactions acide-base ?

Tu peux démarrer un peu l'exercice dans ce cas ?

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 12:12

Oui j'ai un cours mais je ne comprend pas vraiment. :/

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:34

Ok, tu as écrit les équations de solution.

Déjà, on fait une première hypothèse : les ions Na^+ et Cl^- sont des ions spectateurs.

Seuls NH_4^+ et CH_2ClCOO^-.

1. Quels sont les couples acide/base en jeu ?
2.Ecris les deux demi-équations acide/base en jeu (dans le bon sens)
3. En déduire l'équation de la réaction en jeu.

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:35

Si tu as un doute, relis cette fiche :

[lien]

(à télécharger, ça peut t'aider !)

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 12:43

J'ai répondu aux questions que vous m'avez posée:
1. NH4+/NH3  et CH2ClCOOH /CH2ClCOO-
2. NH4+ = NH3 + H+
CH2ClCOOH = CH2ClCOO- + H+
3. NH4+ + CH2ClCOO- = NH3 + CH2ClCOOH

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:50

Citation :
1. NH4+/NH3 et CH2ClCOOH /CH2ClCOO-
2. NH4+ = NH3 + H+
CH2ClCOOH = CH2ClCOO- + H+ --> mets-là dans le bon sens : CH2ClCOO- + H+ = CH2ClCOOH
3. NH4+ + CH2ClCOO- = NH3 + CH2ClCOOH


Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:53

Ensuite, voici une très belle fiche qui va t'expliquer comment déterminer les propriétés de ta réaction :

[lien]

Tu peux donc répondre aux premières questions maintenant

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 12:55

Tu peux répondre aux questions A. et B.

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 12:57

Donc la A est vrai mais la B comment on fait le calcul?

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 13:04

Regarde la première partie de la fiche (je t'apprends à chercher l'information par toi-même, si tu as vocation à devenir ingénieur )

Peux-tu m'écrire la constante d'équilibre de la réaction ?
Faire intervenir les constantes d'acidité de couples acide/base ?
Et finalement calculer sa valeur ?

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 13:13

La constante d'équilibre de la réaction c'est Ke?

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 13:57

Non c'est le produit ionique de l'eau.

Tu as quand même vu comment on calcule un quotient de réaction ?

A l'équilibre on peut également l'appeler constante d'équilibre.

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 13:58

Regarde la partie I. de la fiche :

[lien]

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:10

Donc je calcule Ka? mais c'est la constante d'acidité
Je comprend vraiment pas :/

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:12

Tu as des grosses lacunes sur les réaction acido-basiques ...
On ne peux pas s'attaquer à un exercice si on n'a pas appris le cours avant

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:14

Mais c'est ce que j'ai fais mais j'ai pas compris

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:21

NH_4^+ + CH_2ClCOO^- = NH_3 + CH_2ClCOOH

La constante d'équilibre s'écrit :

K = \dfrac{[NH_3] \times [CH_2ClCOOH]}{[NH_4^+] \times [CH_2ClCOO^-]}

Je multiplie en eau et en bas par \textcolor{red}{[H_3O^+]} :

K = \dfrac{ [NH_3] \times [CH_2ClCOOH] \times \textcolor{red}{[H_3O^+]} }{ [NH_4^+] \times [CH_2ClCOO^-] \times \textcolor{red}{[H_3O^+] }

Mais :

- la constante d'acidité du couple NH_4^+/NH_3 est :

K_a(NH_4^+/NH_3) = \dfrac{[H_3O^+] \times [NH_3]}{[NH_4^+]}

- la constante d'acidité du couple CH_2ClCOOH/CH_2ClCOO^- est :

K_a(CH_2ClCOOH/CH_2ClCOO^-) = \dfrac{[H_3O^+] \times [CH_2ClCOO^-]}{[CH_2ClCOOH]}

donc si on revient à la constante d'équilibre :


K = \dfrac{[NH_3] \times [CH_2ClCOOH] \times \textcolor{blue}{[H_3O^+]}{[NH_4^+] \times [CH_2ClCOO^-] \times \textcolor{red}{[H_3O^+]}

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:22

K = \dfrac{ [NH_3] \times [CH_2ClCOOH] \times \textcolor{red}{[H_3O^+]} }{ [NH_4^+] \times [CH_2ClCOO^-] \times \textcolor{red}{[H_3O^+] } }

Comment tu peux l'exprimer en fonction des constantes d'acidité des couples ?

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:25

Excusez-moi mais certains passage de votre réponse ne se sont pas affichés.
Merci je commence a comprendre

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:27

On peut poser Ka1 / Ka2?

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:30

Qui est K_{a_1}, qui est K_{a_2} ?

Tu n'as pas défini tes notations.

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:31

Citation :
Excusez-moi mais certains passage de votre réponse ne se sont pas affichés.
Merci je commence a comprendre


L'expression qui ne s'est pas affichée est celle de mon post de 14h22.

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:38

Ah d'accord merci

Oui désolé Ka1 serai la constante d'acidité de NH4+/NH3 et Ka2 serai celle de CH2ClCOOH / CH2ClCOO-

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:51

Pour rappel :

\blue{K_a(NH_4^+/NH_3) = \dfrac{[H_3O^+] \times [NH_3]}{[NH_4^+]} = K_{a_1}}

\green{K_a(CH_2ClCOOH/CH_2ClCOO^-) = \dfrac{[H_3O^+] \times [CH_2ClCOO^-]}{[CH_2ClCOOH]} = K_{a_2}}


K = \dfrac{ \textcolor{blue}{[NH_3]} \times \textcolor{green}{[CH_2ClCOOH]} \times \textcolor{blue}{[H_3O^+]} }{ \textcolor{blue}{[NH_4^+]} \times \textcolor{green}{[CH_2ClCOO^-] \times [H_3O^+] } }

\Leftrightarrow K = \dfrac{ K_{a_1} }{ K_{a_2} } = \dfrac{ 10^{-pK_{a_1}} }{ 10^{-pK_{a_2}} } = ...?

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:54

Ahhh je vois maintenant. C'est tellement évident. Merci

K = Ka1/Ka2 = 10^-pKa1/10^-pKa2
10^-9,2 /10^-2,9 = 5

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 14:55

Donc Kr = 10^6,3

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 14:59

Tu as fait une erreur de maths ...

Revois ton calcul.

Posté par
yllen97acide / base 01-03-15 à 15:01

oui pardon j'ai oublié de mettre le - ça fait 10^-6,3

Posté par
gbm Webmasterre : acide / base 01-03-15 à 15:01

Pour C et D.

C. Que peux-tu dire de la valeur trouvée dans la constante d'équilibre ?
Quelle conséquence sur la réaction ?

D. Peux-tu faire une échelle de prédominance stp ?


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