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Niveau maths sup
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petite question de Ph...

Posté par
clairouuu
01-08-10 à 20:25

Bonsoir,
j'ai un petit problème avec les calcul de Ph quand il y a un mélange de couples acide/base ...
On met du NaH2PO4 dans l'eau puis on ajoute du HCL (le tout à 0.05mol/L).
On a les réactions :
HCl + H2O -> Cl- + H3O+
NaH2PO4 + H2O-> Na+ + H2PO4 et H2PO4 est un triacide.
J'ai honte mais je n'ai pas compris comment on calculer le pH! :/
Merci pour votre aide

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 20:36

Bonsoir clairouu,

Ca manque de donnée thermodynamique tout ça.

Il faut pKs(NaH2PO4), pKa(H3PO4/H2PO4-), pKa(H2PO4-/HPO4 2-) et pKa(HPO4 2-/PO4 3-).

Avec ça, tu pourras déterminer le pH de la solution de la solution en utilisant la méthode de la réaction prépondérante.

Déjà, recopie le sujet en entier, ok.

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 20:52

Justement, j'ai oublié de préciser que j'avais les pKa(H3PO4/H2PO4-)= 2.15, pKa(H2PO4-/HPO4 2-) = 7.20 et pKa(HPO4 2-/PO4 3-)=12.10 ! De plus, on néglige la dilution du HCl dans la solution aqueuse de NaH2PO4 Mais mon problème c'est la recherche de la réaction prépondérante. On me dit exactement :
" On a une solution aqueuse de NaH2PO4 de 0.05mol/L. On ajoute, séparément, à cette solution, les composés suivants à la concentration de 0.05mol/L :
-HCL
-etc"

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 21:06

Toujours pareil, c'est incomplet. Tu dis que tu ajoutes de l'acide chloridrique. Mais sans le volume, impossible d'établir un bilan de matière. Pareil pour la quantité de NaH2PO4 et d'eau.

Mais pour le moment écris moi les réactions possibles en de précisant le sujet encore.

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 21:13

On a la solution aqueuse de NaH2PO4 à 0.05mol/L  On y ajoute du HCl à 0.05mol/L  et on néglige la dilution. Les réactions possibles :
HCl + H2O -> Cl- + H3O+
NaH2PO4 + H2O <-> Na+ + H2PO4
H2PO4 + H20 <-> HPO4(2-) + H3O+
HPO4(2-) + H20 <-> PO4(3-) + H3O+ ?

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 21:32

Je suis entrain de t'écrire le début (c'est un peu long, donc patience)

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 01-08-10 à 22:05

Première réaction déjà produite. Tu n'as pas à la considérer. Tu as déjà du {H3O+,Cl-}.
Deuxième réaction de dissolution. On va admettre la dissolution totale, vu que tu ne me donnes aucun pKs.

Présence unique de H2PO4- et H3O+ de manière équimolaire : Réaction possible

H3O+ + H2PO4- ---> H3PO4(dissous) + H2O K1 = 1/Ka = 10^(2.15)
H2PO4- + H20 ---> HPO4 2- + H3O+ K2 = Ka2 = 10^(-7.2).

La première est prépondérante car K1 >> K2.

Tu résous l'équilibre et tu trouves un avancement de 0.034 mol/l pour un pH de 4.14. En regardant le diagramme de prépondérance, on constate que l'on a un excès de l'acide phosphorique pour un pH de 1.80. Donc, on a l'état final.

pH = 1.80
[H2PO3] = 0.034 mol/l
[H2PO3-] = 0.05 - 0.034 = 0.016 mol/l.

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 11:09

merci beaucoup !  Mais je ne comprends pas comment on trouve cet avancement...

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 11:30

Bonjour,

Commence par faire le tableau d'avancement. Puis tu résous la constance d'équilibre 10^(2.15) = [H3PO4(dissous)]/([H3O+][H2PO3-]) polynôme de degré 2 (aucune approx possible car la constante est inférieure à 1000.

Mais je tiens à ce que tu le fasses seule car c'est niveau lycée ça (il faut bien réviser :p)!

Posté par
Kaela
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 11:49

Effectivement , c'est du programme de terminale !

Euh Ka = 10-2.15 plutôt , non ? ( ou je me suis trompé..)

On parle de constante d'acidité et non d'équilibre car je lis pka...

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 12:09

C'est bien +2.15. On étudie la réaction de formation de l'acide et non celle de déprotonation de celui-ci.

On parle bien de constante d'équilibre car c'est pas le Ka mais K = 1/Ka. Donc, pour bien faire la différence, on n'utilise pas le même terme.

J'attends ton tableau et tes calculs.

Bonne chance.

Posté par
Kaela
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 12:30

J'ai eu raison de poser ces questions , même si je ne fais plus de physique-chimie l'année prochaine .

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 12:51

Bonjour Kaela,

Zut, j'ai cru que c'était clairouuu (à moins que ce soit le même pseudo).

Sinon, tu as raison de poser des questions. Moi même, je suis chimiste mais je me passionne pour les maths sur mon temps libre. Donc, rien ne t'empêche de continuer la chimie pour le fun.

Bonne journée en tout cas

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 12:58

Mais biensûr!! c'est ce que j'ai fait avant de voir ta réponse ! Désolée de t'avoir dérangé avec cette question stupide! et je trouve pH=1.80! Ouf!
on trouve
(0.05-x)². 10^2.15 = x
il y a deux solutions mais on prend la plus petite : x=0.034 et x = 0.071
Alors
    H3O+          H2PO4-   H3PO4   H2O
i   0.05          0.05      _       _
eq  0.05-x        0.05-x    x        x
    = 0.05-0.034
    =0.016

pH= -log(h) = 1.80

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 13:07

Parfait
Quelle question stupide ?

T'es en terminale ou en spé ? Parce que la RP n'est pas au programme de terminale !!

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 14:39

je suis en sup

Posté par
Boltzmann_Solver
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 15:06

Dans ce cas, tout roule.

Bonne journée et peut être à une prochaine fois sur l'île.

Posté par
clairouuu
re : petite question de Ph... 02-08-10 à 20:38

merci ! à bientôt!



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