Bonsoir à tous,
En lisant quelques pages d'un livre concernant les réactions chimiques par échange de proton, je suis tombé sur un point, déjà abordé en classe : les solutions tampons.
Pour préparer une solution tampon, il faut que le pH soit égal au pKa du couple utilisé.
La 1ère méthode est assez simple : réaliser un mélange équimolaire de l'acide faible et de sa base conjuguée.
Cependant, je ne comprends pas très bien les deux autres méthodes :
- réaliser un mélange de l'acide faible et des ions hydroxyde, la quantité de matière de l'acide faible étant le double de celle des ions hydroxyde
- réaliser un mélange de la base faible et des ions oxonium, la quantité de matière de la base faible étant le double de celle des ions oxonium.
La formule reliant à la fois pH et pKa est : pH = pKa + log(base/acide).
Je n'arrive pas à voir l'intérêt de mettre le double de la quantité de matière de l'acide faible ou de la base faible.
Si quelqu'un pouvait m'illustrer la démonstration avec un calcul, je lui en serais fortement reconnaissant !
Merci d'avance !
Bonjour,
Supposons que tu disposes d'une solution contenant une quantité n0 d'acide faible.
Pour avoir une solution tampon il faut que pH = pKa (soit [acide] = [base])
d'après la formule de Henderson-Hasselbach que tu as énoncée plus haut.
Finalement on veut donc que la quantité d'acide et celle de base soient égales à n0/2.
Si tu ajoutes donc à ta solution de départ une quantité n0/2 d'ions hydroxyde, et que tu considères la réaction Afaible+HO- Bfaible+H2O totale,
Tu te retrouves bien avec la moitié de l'acide faible qui a réagi pour donner la base faible conjuguée.
Le raisonnement est le même pour le mélange de base faible et d'ions oxonium.
Bonjour,
Mais dans la formule, on parle bien de concentrations et non de quantité de matière. Je ne comprends pas très bien.
Sachant que l'acide faible et les ions hydroxyde n'ont pas forcément la même concentration.
pH = pKa + log([base]/[acide])
Dans cette formule, "base" et "acide" représentent la forme acide et basique d'un même couple. Tu ne peux pas simplement remplacer [base] par la concentration en ions HO- et [acide] par la concentration en acide faible.
C'est bien ça que tu as tenté de faire ou est-ce que je suis complètement à côté ?
De même, dans une solution tampon il faut "un mélange équimolaire de l'acide faible et de sa base conjuguée ", et c'est à ce résultat qu'il faut aboutir quelle que soit la méthode parmi celles que tu énonces plus haut !
Par exemple pour le couple CH3COOH/CH3COO- :
[H3COOH] = [CH3COO-] et non [H3COOH] = [HO-].
La réaction d'un acide faible avec une base forte ([HO-]) est quasi-totale, donc il y aura autant de base faible produite que d'ions [HO-] ajoutés (un tableau d'avancement te serait d'une grande aide).
Pour finir, j'en reviens à mon précédent message :
si dans la solution S0 (de volume V0) j'ai une concentration en acide faible ([AH] par exemple) [AH] = c0.
Il y a donc une quantité n0 = c0.V0 d'acide faible AH.
Il n'y a initialement pas (ou peu) de base faible conjuguée (que je note A-).
J'ajoute alors une quantité n0/2 d'ions HO- qui réagit avec l'acide faible.
En faisant un tableau d'avancement tu t'aperçois qu'à l'état final,
- il n'y a plus (ou presque) d'ions HO-
- la quantité de AH est égale à la quantité de A- et vaut n0/2.
Tu te retrouves bien avec une solution avec un acide faible et une base faible en quantité équimolaire.
Dans la formule il est question de concentrations, qu'à cela ne tienne :
Si le volume final de la solution a changé à cause de l'ajout de la solution d'ions HO-, ce n'est pas grave. A l'état final [AH] = [A-] = (n0/2)/V.
Voilà, désolé pour la réponse un peu longue, mais j'ai l'impression qu'il y avait plusieurs points obscurs, j'espère que ce sera plus clair.
Que dire ? Merci de ce long message qui a mis le doigt sur les points restés "obscurs" effectivement ! Ton message est une lumière
Il fallait que je fasse en effet le tableau d'avancement pour voir directement la situation et constater que la quantité de AH était égale à la quantité de A-; valant n0/2.
Merci encore pour ton aide !
Vous devez être membre accéder à ce service...
Pas encore inscrit ?
1 compte par personne, multi-compte interdit !
Ou identifiez-vous :