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chimie mieneral un peut difficile

Posté par
alice10
14-05-10 à 07:09

on se propose de déterminer expérimentalement le pKa du couple CH3COOH/CH3COO- . pour  cela on prépare différentes solutions en mélangeant un volume VA d'acide éthanoique à 10-2 mol/l avec un volume VB éthanoate de sodium de même concentration.
le PH de chaque mélange et le suivant

VA908060402010
VB102040608090
PH3,84,154,64,95,355,7


1- on admet que [OH-]<<[H3O+]<<[Na+]
Exprimer le rapport [CH3COO-]/CH3COOH] en fonction de VA et VB
2-Tracer la courbe de variation du pH du mélange en fonction de log([CH3COO-]/[CH3COOH])

Posté par
coriolan
re : chimie mieneral un peut difficile 14-05-10 à 10:34

[A]=\frac{C_A*V_A}{V_T
[B]=\frac{C_B*V_B}{V_T
or C_A=C_B=C
après simplifications
\frac{[B]}{[A]}=V_B/V_A

Posté par
Barbidoux
re : chimie mieneral un peut difficile 14-05-10 à 11:25


Lorsque l'on néglige la dissociation de l'eau le tableau d'avancement de réaction entre un acide faible et l'eau a pour expression :
...........AH+ H2O ---> A^(-)..+....H3O^(+)
t=0.....(a)......excès.......(b)..........0
tfin....(a-x).....excès....(b+x).........x
où a est la concentration de l'acide AH , b celle de l'ion A^(-) et x l'avancement volumique. De l'expression de la constante de l'équilibre correspondant on déduit :
Ka={A^(-)}*{H3O^(+)}/{AH}==>pKa=pH-lg({A^(-)}/{AH}}==> pH=pKa+lg({A^(-)}/{AH}}=pKa+lg({a-x})/{b+x}  avec x =10^(-pH)

pH=pKa+lg({a-10^(-pH)})/{b+10^(-pH)})

a et b sont calculés en utilisant les facteurs de dilution respectifs
a=CaVa/(Va+Vb) et b=Cb*Vb)/(Va+Vb)

Le graphe de pH=f({A^(-)}/{AH}) est une droite d'ordonnée à l'origine égale à lgKa

Posté par
alice10
re : chimie mieneral un peut difficile 15-05-10 à 14:43

mr coriolan c'st quoi [A] et [B]
merci

Posté par
coriolan
re : chimie mieneral un peut difficile 16-05-10 à 19:30

[A] c'est la concentration en acide et [B]c'est la concentration en base
dans ce cas il s'agit de l'acide éthanoïque et de l'ion éthanoate (base)

Posté par
Barbidoux
re : chimie mieneral un peut difficile 16-05-10 à 20:37

Lorsque l'on néglige la dissociation de l'eau le tableau d'avancement de réaction entre un acide faible et l'eau a pour expression :
...........AH+ H2O ---> A^(-)..+....H3O^(+)
t=0.....(a)......excès.......(b)..........0
tfin....(a-x).....excès....(b+x).........x
où a est la concentration de l'acide AH , b celle de l'ion A^(-) et x l'avancement volumique. De l'expression de la constante de l'équilibre correspondant on déduit :
Ka={A^(-)}*{H3O^(+)}/{AH}==>pKa=pH-lg({A^(-)}/{AH}}==>

pKa=pH+lg({a-x})/{b+x}
-------------------
a = 10^(-2) {0.9, 0.8, 0.6, 0.4, 0.2, 0.1};
b = 10^(-2) {0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 0.9};
pH = {3.8, 4.15, 4.6, 4.9, 5.35, 5.7}
pKa {4.68263, 4.73309, 4.77155, 4.72163, 4.74673, 4.74479}

Moyenne arithmétique pKa=4,73

Posté par
alice10
re : chimie mieneral un peut difficile 18-05-10 à 18:02

bonjour
mr coriolan comment on fait pour avoir le formule[A]=(CAVA)/VT
s'il vous plait
merci d'avance

Posté par
coriolan
re : chimie mieneral un peut difficile 18-05-10 à 19:43

  

dans cet exercice A- =CH3COO-     est AH = CH3COOH
(dans mon premier post j'ai noté B (base) pour CH3COO- et A (acide) pour CH3COOH.

dans le premier cas ,on mélange 90 mL de AH et 10mL de A-
la qté de matière de AH introduite est n(AH)=CA*VA=0,01*0,090=9.10-4mol
le volume du mélange est 90+10=100mL =0,1L
La nouvelle concentration de AH dans le mélange est
[AH]=n(AH)/Vtotal=CA*Va/VT=0,01*0,090/0,1=9.10-3mol/L

de même pour A-
la qté de marière de A- introduite est  n(A-)=CB*VB=0,010*0,01*=1.10-4mol
La nouvelle concentration de A- dans le mélange est
[A-]=CB*VB/VT=0,01*0,01/0,1=1.10-3mol/L

dans ce premier cas
log[A-]/[AH]=log(1.10-3)/(9.10-3)=-0,95

on pourrait suivre la même démarche pour les autres cas,mais c'est inutilement laborieux.En effet on peut simplifier les calculs en exprimant le rapport [A-]/[AH] en fonction de VA et VB (c'est ce qu'on te demande)

c'est ce que j'ai fait en utilisant A et B à la place de AH et A-
donc je reprends
dans chaque mélange
[AH]=CA*VA/VT   et [A-]=CB*VB/VT
comme CA=CB =0,01mol/L,on peut désigner CA et CB par le même symbole C

[A-]/[AH]={C*VB/VT}/{C*VA/VT)={C*VB/VT}*VT/{C*VA}=VB/VA
on peut donc à chaque fois remplacer [A-]/[AH] par VB/VA

cas1 log[A-]/[AH]= log 10/90= -0,95
cas 2log[A-]/[AH]=log 20/80 =-0,60

etc



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