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Exercice: Réaction Acido-Basiques
Bonjour à tous!
Voici l'exercice que je ne comprend pas:
HNO3 est un acide fort:
1. Ecrire l'équation de sa réaction avec l'eau.
On mélange 50 mL de solution d'acide nitrique de pH=2 et 100 mL d'hydroxyde de sodium (NaOH), une base forte, à 10(puissance -3) mol/L.
2. Calculez le pH final de la solution.
3. Quel aurait dû être la concentration de NaOH pour que le pH final soit égal à 7 ?
merci
Bonjour Sarah,
Tu commences à bien connaître le principe de l'île physique, et de ce fait tu sais que l'objectif est que tu démarres l'exercice par toi-même.
Que proposes-tu pour démarrer ?
Quelle conséquence d'avoir un acide fort ?
Quelle est l'équation de la réaction ?
Bonjour.
La première question est une application immédiate de la définition d'un acide, que proposez vous ?
A plus.
L'acide fort se dissocie dans l'eau par une réaction totale.
J'ai aussi un exemple qui est HNO3 + H2O --> H3O+ + NO3-
Bah voilà, tu vois que tu avances seule.
Donc comme la réaction est totale, tout l'acide nitrique a réagi en ions donc on peut déterminer sa quantité.
Quelle est la définition du pH ?
Oui !
Donc en appliquant la définition, tu peux donc déterminer la concentration initiale en ions oxonium ?
(Pour rappel :
On mélange 50 mL de solution d'acide nitrique de pH=2
Alors,
On considère tout d'abord la solution d'acide nitrique :
La dilution de l'acide dans l'eau est totale donc la concentration en ions oxonium vaut :
Le volume de cette solution est
_____________________
On souhaite alors mélanger cette solution à une d'hydroxyde de sodium de volume et de concentration en ions hydroxyde :
Le volume du mélange réactionnel est
Si on regarde la concentration en ions oxonium de la solution 2 :
en utilisant le produit ionique de l'eau :
L'équation du volume réactionnel est
Là il faut maintenant que tu fasses un tableau d'avancement de la réaction qu'on suppose totale pour déterminer le réactif limitant.
Souviens-toi, on avait vu ça dans un ancien exercice;
En utilisant ces résultats, ça fait donc un pH=13 ? ( pH=2-log(10-11)
Oui c'est le pH de la solution d'hydroxyde de sodium à l'ETAT INITIAL, donc avant qu'on ne mélange les solutions 1 et 2.
J'ai fait exprès ce calcul pour t'apprendre une méthode très utile de temps en temps.
Maintenant qu'on connait les pH des solutions 1 et 2 à l'état initial, on les mélange. Les ions oxonium
Il faut donc déterminer le réactif limitant avec un tableau d'avancement
Commence par faire un tableau d'avancement en reprenant le lien de l'ancien exercice si nécessaire.
Je t'avais expliqué l'importance de maîtriser cela.
C'est l'occasion de voir si tu as mis à profit mes conseils de la fois d'avant.
Comment ça ?
Etat initial :
Solution 1
On considère tout d'abord la solution d'acide nitrique :
La dilution de l'acide dans l'eau est totale donc la concentration en ions oxonium vaut :
Le volume de cette solution est
Solution 2
On souhaite alors mélanger cette solution à une d'hydroxyde de sodium de volume et de concentration en ions hydroxyde :
Le volume du mélange réactionnel est
_________________
Tu as les concentrations molaire de chaque réactif, et les volumes de chaque solution.
Donc la quantité de matière d'une espèce dissoute dans un volume
) est \textcolor{red}{\boxed{n(X)= [X] \times V(X)}}
A connaître par coeur !
Ainsi, en exploitant cette relation, tu as les quantités de matières initiales des réactifs.
En route !
Dis moi si c'est ça:
n(H3O+)= [H3O+] x V [H3O+] = 10-2 x 50 = 0.5 mol
n(OH-)= [OH-] x V[OH-] = 10-3 x 150 = 0.15 mol
Attention aux unités !
[X] est en mol/L
et V(X) est en mL
=> la quantité de matière ne sera pas homogène sans une conversion 
A l'état maximal, tous les réactifs ont réagi, leur quantité de matière est supposée nulle :
On choisit le plus petit des donc
Finalement, le réactif limitant est donc l'ion hydroxyde
Donc à l'état final,
J'ai également calculé les masses de H3O+ ce qui me donne 0.0095 g et de OH- qui est 0.0025 g
Pourquoi calcules-tu des masses d'ions alors qu'ils ne peuvent exister qu'en solution
?
Ici on n'utilise uniquement des concentrations d'espèces.
Allez, je vais faire l'exercice, en espérant que tu en tireras profit :
Question 1. Ecrire l'équation de sa réaction avec l'eau.
L'équation de la réaction entre l'acide nitrique et l'eau est :
On mélange
Question 2. Calculez le pH final de la solution.
Etat initial :
Solution 1
On considère tout d'abord la solution d'acide nitrique :
La dilution de l'acide dans l'eau est totale donc la concentration en ions oxonium vaut (en utilisant la définition du pH) :
Le volume de cette solution est
Solution 2
On souhaite alors mélanger cette solution à une d'hydroxyde de sodium de volume
Le volume du mélange réactionnel est
Calcul des quantités de matière initiales :
Tableau d'avancement de la réaction :
A l'état maximal, tous les réactifs ont réagi, leur quantité de matière est supposée nulle :
On choisit le plus petit des
Finalement, le réactif limitant est donc l'ion hydroxyde
Donc à l'état final,
Détermination du pH du mélange réactionnel :
On a déterminé la quantité de matière finale en ions oxonium :
et le volume du mélange vaut
donc la concentration finale en ions oxonium vaut :
et donc en réutilisant le pH de la solution on trouve :
3. Quel aurait dû être la concentration de
Pour que le pH final de la solution soit égal à 7, il aurait fallu que la concentration finale en ions hydroxydes soit égale à celle en ions oxonium.
Grâce à ta correction, j'ai refais l'exercice et j'y suis arrivée.
Merci beaucoup de ton aide et de ta patience aussi
Juste pour savoir,
donc la concentration finale en ions oxonium vaut :
\boxed{[H_3O^+]_f = \dfrac{n_f(H_3O^+)}{V_1 + V_2} = \dfrac{3,5 \times 10^{-4}}{150 \times 10^{-3}}= ... ~mol/L}
je dois bien calculer avec parenthèses? Ce qui me donne 2.3x10-9
De rien .
Quelques conseils pour progresser :
* il faut que tu connaisses par coeur les bases de chimie, en particulier les formules utiles, connaître leur signification, et les utiliser à bon escient :
===>>> 
[lien] <<<==== (fiche à connaître sur le bout des doigts)
* il faut ensuite que tu saches faire un tableau d'avancement, et savoir l'exploiter.
C'est la deuxième fois qu'on fait ça ensemble, la prochaine fois, je considère que tu sais le faire sans mon aide;
* enfin la clé de la progression passe par l'apprentissage régulier du cours et par des entraînements sur des exercices classiques qui te permettront d'assimiler des méthodes, et donc te permettront d'aborder tous les types de problèmes rencontrés.
++
Bonjour,
Je vous remercie pour l'exercice
Je l'ai bien résolu. Cependant, je n'ai pas compris une chose: en calculant ni(OH-), pour avez vous utilisé Vb= 0.15 L et non pas 0.1 cité dans l'énoncé ?
Merci
Salut,
Ah bah voilà où se cachait l'erreur, je me disais qu'un pH final de 2,65 me paraissait faible.
Effectivement, c'est bête j'ai marqué V2 = 100 mL, et j'ai fait le calcul avec 150 mL !
Merci pour cette remarque pertinente, en espérant que ça ne changera pas le réactif limitant.
La méthode reste néanmoins la même
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