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calcul de pH

Posté par
nolimit76
28-10-13 à 14:50

Soit un diacide AH2, dont les pKa sont 3,1 et 6,2.
1- Quel est le pH d'une solution
a) [AH2] = 10-1 mol.L-1
b) [NaAH] = 5.10-1 mol.L-1
c) [Na2A] = 10-1 mol.L-1
2- On mélange 50 mL de la solution [Na2A] = 10-1 mol.L-1 et 50 mL d'une solution de HCl
5.10-2 mol.L-1. Ecrire la réaction qui peut se produire. Calculer la constante d'équilibre,
conclure. Quel le pH du mélange ?

1° AH2 est un diacide donc je peux ecrire ceci : couple AH2/AH-

AH2+H2OAH-+H3O+ pKa1=3.1
AH-+H2OA2-+H3O+ pKa2=6.2

donc : Ka1=([AH-][H3O+])[AH2]

Ka2=([A2-][H3O+])/[AH-]

A partir de là je suis bloqué.

Quelqu'un pourrait m'aider svp

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 28-10-13 à 15:08

Salut,

1a)

AH2 -> H+ + AH-

Ka1=h*[AH-] / [AH2]

on fait l'hypothèse que c'est la forme acide qui est prépondérante [AH2]>>[AH-]

Donc Ka1=h*[AH-]/0.1

Or si on néglige la dissociation de l'eau h= [AH-]
Donc Ka1=h²/0.1

Donc h = (0.1*Ka1)

Donc pH= - log((0.1*Ka1)^(1/2)) = -log (0.1Ka1)/2 = 2.05

Or pour pH 2.05 la forme acide est prépondérante donc l'hypothèse est vérifiée

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 28-10-13 à 15:41

Ah d'accord merci j'ai compris.

Ensuite pour le 2°, AH- se comporte comme un acide et une base donc on utilise la méthode de calcul du pH pour un ampholyte ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 29-10-13 à 09:39

oui

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 29-10-13 à 11:35

D'accord merci du coup pour le b) je touve pH=4.65 et pour le c) je trouve pH=9.6

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 29-10-13 à 18:36

J'aimerais pour le C) si on doit utiliser la formule de calcul du pH pour une base faible ou forte. Je pencherai plutôt pour la formule pour une base forte car le pKa de A2- n'est pas cité.

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 10:11

Perdu,

Le pKa du couple A2H-/A2- est 6.2

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 11:40

Ah donc j'applique la formule d'une base faible qui est 0,5 (pKa+pKe+Log10-1), ça fait 0,5 (6,2+14+Log10-1) = 9,6

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 12:18

oui c'est ça

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 12:23

Ok merci.

Ensuite pour le 2° pour la réaction qui peut se produire j'ai ceci :

Na2A + 2HCL 2Na+ + A2- + 2H3O+ + 2Cl-

Na2A + 2HCL 2NaCl + AH2

J'aimerais savoir si mon équation est correcte.

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 13:11

J'au rais juste mis

A2- + 2H+ -> AH2

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 13:19

En gros si je détail tu as fait comme ceci :

Na2A 2Na++A2-

HClH++Cl-

A2-+2H+AH2

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 13:26

oui

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 13:36

Ok du coup par la suite, la constante d'équilibre se sera K=[AH2] / [A2-][H+]2

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 13:48

oui

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:12

Ok.

Je connais [AH2] = 0,1 mol/L
Je connais [A2-] = 0,1 mol/L

Mais pour [H3O+] je ne vois pas comment avoir la concentration. Je pense qu'il faut se référer à la fonction inverse du pH qui est 10-pH pour avoir la concentration [H3O+].

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:19

Ka1= h*[AH-]/[AH2]
Ka2= h*[A2-]/[AH-]

donc Ka1*KA2=?

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:32

Ka1*Ka2 = [H+]2

Après [H+] j'ai 2,24.10-5 mol/L

K= 10-1 / (10-1*2,24.10-5)
K=44643 ce qui ma paraît vraiment improbable.

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:37

non  Ka1*KA2=?

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:46

Ka1*Ka2=([H+]2[A2-])/[AH2] ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 14:48

oui ça ressemble un peu au K que tu cherches non?

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:03

Je n'ai pas compris pourquoi tu as pris Ka1*Ka2

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:08

on connais les vakleurs de Ka 1 et de Ka2 or Ka1*Ka2 est quasiment K donc pour trouver la valeur de K j'utilise les données de l'énoncé

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:13

D'accord.

Pour les concentrations on a :

[H+]=5.10-2 mol/L
[A2-]=0,1 mol/L
[AH2]=0,1 mol/L je ne suis pas sur pour celle-ci.

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:27

tu réponds à quelle question?

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:29

2) calculer la constante d'équilibre.

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:32

K= 1/(Ka1*Ka2) = 1/(10^-3.1*10^-6.2) 10^9.3

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:32

K= 1/(Ka1*Ka2) = 1/(10^-3.1*10^-6.2) =10^9.3

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:40

Comment es-tu arriver à ce résultat ?

car on a la formule suivante :

A2-+2H+AH2

Donc K devrait être égal à ceci : K=[AH2] / ([A2-][H+]2) non ?

De plus l'énoncé nous donne des concentrations, ne faut-il pas les utiliser sinon à quoi servent-ils ?

Désolé de te poser toutes ces questions mais j'aimerais comprendre ^^

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:47

tu as écrit

la constante d'équilibre se sera K=[AH2] / [A2-][H+]2

et Ka1*Ka2=([H+]2[A2-])/[AH2]

donc K=1/(Ka1*Ka2)

Or Ka1= 10^-3.1 et Ka2=10^-6.2

K= 1/(Ka1*Ka2) = 1/(10^-3.1*10^-6.2) =10^9.3

A la 2 ) on dit que
On mélange 50 mL de la solution [Na2A] = 10-1 mol.L-1 et 50 mL d'une solution de HCl 5.10-2 mol.L-1


Je ne vois où il est que

[H+]=5.10-2 mol/L
[A2-]=0,1 mol/L
[AH2]=0,1 mol/L je ne suis pas sur pour celle-ci.

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:51

D'accord merci.

Avec une constante de cette ordre de grandeur sa veut dire que le dissociation est totale n'est ce pas ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:53

la réaction est totale

mais la réaction ici n'est pas une dissociation

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 15:57

Je ne sais jamais faire la différence entre reaction et dissociation.

Et pour le pH est ce que tu trouves 1.3 ?

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:07

je viens de refaire mon calcul et je trouve pH=4.65

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:25

écris le détail si tu veux que je vérifie

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:30

K=[AH2]/([A2-][H+]2)=109,3

[H+]2=[AH2]/([A2-]*109,3

Donc [H+]=ANS
Ainsi pH=-LogANS

avec [AH2]=0,1 mol/L
[A2-]=0,1 mol/L

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:31

d'où sais tu que
[AH2]=0,1 mol/L
[A2-]=0,1 mol/L

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:34

[A2-] c'est dit dans l'énoncé et pour [AH2] j'ai repris celle du 1°

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 16:54

A2- + H+ ->  AH-

nA2- ini = [A2-]*V=0.1*0.05 = 0.005 mol
nH+ ini = [H+]*V =0,05*0,05 = 0.0025 mol

on consomme la totalité des H+ apportés par HCl avec les 0.005 moles de A2-

Il reste 0.005-0.0025 = 0.0025 moles de A2-
Et on obtient 0.0025 moles AH-

Or on a Ka2=h*[A2-]/[AH-]

donc h = Ka2*[AH-]/[A2-]= 10^-6.2*0.0025/0.0025=10^-6.2

d'où pH=6,2

pour ce pH là [AH2]<<[AH-] ou [A2-]

le résultat n A2- ini = n A2 final + nAH- final me paraît donc correct

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:00

Donc à la question quel est le pH du mélange, pH =6,2 ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:08

oui

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:13

Merci pour tes conseils, je vais refaire le 2) pour mieux comprendre.

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:22

Encore un dernier qui me tracasse.

A la question "Ecrire la réaction qui peut se produire" tu m'as dit que c'était A2-+2H+AH2

Or dans le commentaire que tu as posté à 16h54 tu utilises cette réaction A2-+H+AH-

Est-ce normal ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:31

tu avais écris


Na2A + 2HCL 2Na+ + A2- + 2H3O+ + 2Cl-

Na2A + 2HCL 2NaCl + AH2

moi pour dire la même chose j'aurais écris

A2-+2H+AH2

Mais c'est vrai que H+ étant un réactif limitant on ne va pas aussi loin et on s'arrête à la première étape :

A2-+H+AH-

et du coup K=[AH-]/(h*[A2-])=1/Ka2

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 30-10-13 à 17:37

Je suis perdu, Du coup tout ce que tu m'as dit avant était basé sur A2-+2H+AH2. Pourquoi ne pas réutiliser cette réaction pour calculer le pH.

Je suis pommé tout d'un coup

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 31-10-13 à 13:09

les atomes en chimie sont comme les briques d'une maison quand tu n'as plus de briques tu ne fabriques plus de maison.

H+ étant un réactif limitant, on n'arrive pas à fabriquer des molécule AH2 on s'arrête à  AH-

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 31-10-13 à 13:41

Dans l'équation de départ on aurait du faire A2-+H+ -> AH- au lieu de A2-+2H+ -> AH2

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 31-10-13 à 13:58

oui commme je l'ai déjà dit hier à 17h30

H+ étant un réactif limitant on ne va pas aussi loin et on s'arrête à la première étape :

A2-+H+AH-

et du coup K=[AH-]/(h*[A2-])=1/Ka2

Posté par
nolimit76
re : calcul de pH 31-10-13 à 14:09

Donc ce que tu m'as dit hier a 15h47 c'est faux ?

Posté par
Iamat
re : calcul de pH 31-10-13 à 14:50

ça aurait été juste si ton message de 12h23 était juste

mais en fait commme je l'ai déjà dit hier à 17h30

H+ étant un réactif limitant on ne va pas aussi loin et on s'arrête à la première étape :

A2-+H+AH-

et du coup K=[AH-]/(h*[A2-])=1/Ka2

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