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solution acqueuse ph et pka

Posté par
MSM
05-07-22 à 15:34

Avec une amine B, on prépare une solution
aqueuse de concentration molaire 2,5 10^-3mol/L. Le pH de cette solution est 11
*Calculer les concentrations molaires des espèces chimiques présentes dans cette solution
*En déduire le pKa du couple acide-base auquel appartient l'amine B
*Calculer le volume d'acide sulfurique de concentration molaire 0,01mol/L qu'il faut verser dans 20mL de la solution acqueuse de B pour avoir un pH de 10,8

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 15:45

bonsoir je n' arrive pas à faire la dernière question est-ce que quelqu'un pourrait m'aider
j'avait fait: a(acide) et b(amine)
CbVb=Cb'(Va+Vb)=>Va=((CbVb)/Cb')-Vb
donc pour avoir Cb' j'ai pris la relation
pH=pKa+log(Cb'/2Ca) =>Cb'=2Ca*10^(pH-pKa)
est ce que les formules sont correctes

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 16:06

Bonjour
Quel pKa obtiens-tu ?
Ensuite,il faut remplir un tableau d'avancement et, comme tu l'écris,utiliser la formule de Henderson entre le pH,le pKa et le log du rapport des concentrations.

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 16:13

Bien sûr : commencer par écrire l'équation de la réaction responsable de la variation de pH et vérifier qu'elle est quasi totale.
À si faible concentration, l'acide sulfurique peut être considéré comme un diacide fort.

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 22:42

J'ai trouvé pKa=11.18
la reaction est quasi totale (mais je sais pas coment vérifier)
              b+2H30+=>bH+H2O
à t=0  Cb   2Ca                                   0
àt#0   0         0                                       Cb(car Cb<2Ca)
pH=pKa+log(.......)
je n'arrive pas à trouver de solution avec le rapport des concentrations

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 22:43

Dans l'équation *H3O+

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 05-07-22 à 23:50

Citation :
J'ai trouvé pKa=11.18

Je n'obtiens pas cette valeur.
La première question consiste à étudier la solution aqueuse d'amine pour déduire le pKa de la valeur du pH et de la valeur de cb. Il n'est pas encore question d'acide sulfurique. La réaction prépondérante est donc :
B + H2O = BH+ + HO-
Rempli un tableau d'avancement pour cette réaction puis, connaissant les valeurs de pH et de cb, il te sera possible de trouver pKa. On parlera du rôle de l'acide sulfurique ensuite.

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 06-07-22 à 01:17

Ah c'est vrai j'avais fait une erreur
j'ai trouvé pKa=10.82

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 06-07-22 à 11:02

Oui. Tu peux arrondir à 10,8 compte tenu de la précision des données. Pour la question suivante, tu peux ainsi remarquer que l'ajout d'acide sulfurique abaisse le pH de 11,0 à pKa.

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 06-07-22 à 14:37

est-ce correct?

** image supprimée **

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 06-07-22 à 16:00

Attention : l'administrateur du forum gbm t'a prévenu dans d'autres sujets : pour favoriser l'archivage dans les moteurs de recherche, il faut "taper" ta solution dans cette fenêtre au lieu de scanner ton brouillon. Pour les formules pas trop compliquées, tu peux les taper en ligne...
Petite aide tout de même : le fait que pH=pKa corresponde à la demie équivalence n'est vrai que si la base est initialement très peu dissociée dans l'eau, ce qui suppose un pH appartenant au domaine de prédominance de la base donc un pH supérieur à (pKa+1), ce qui n'est pas le cas ici. Le plus simple dans ce cas consiste à déduire le volume Va de l'équation d'électro neutralité : la solution contient autant de charges positives que de charges négatives.
Je te laisse réfléchir...

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 13-07-22 à 22:55

desolé vanoise je suis totalement bloqué
j'ai fait
2[SO42-]+[OH-]=[H30+]+[BH+]
je me suis dit que [SO42-]=CaVa/va+vb
et  [BH+]=10-11 que j'avais calculer en dans la question precedente mais quand j'essaye de calculer Vaça donne valeur negative

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 14-07-22 à 13:53

Tu as évité le piège en pensant au "2" devant [SO4-2]. C'est bien !
En revanche, l'ajout d'acide sulfurique modifie [BH+].
La quantité introduite par litre de base faible se trouve à l'équilibre soit sous forme de base faible soit sous forme de son acide conjugué. Cela donne :

\left[B\right]+\left[BH^{+}\right]=\frac{Cb.Vb}{Va+Vb}

Et, puisque pH=pKa : [B]=[BH+] , donc :

\left[BH^{+}\right]=\frac{Cb.Vb}{2\left(Va+Vb\right)}

En milieu fortement basique [H3O+] est totalement négligeable et [HO-] se déduit facilement de la valeur du pH.

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 14-07-22 à 15:07

ok j'essaye
2[SO42-]+[OH-]=[H30+]+[BH+]
[H30+]<<[OH-]
=>2(CaVa)/(Va+Vb)+10-3.2 =(CbVb)/2(Va+Vb)
=> 2CaVa+([OH-](Va+Vb))=CbVb/2
=>Va(2Ca+[OH-])=CbVb/2-[OH-]Vb
=>Va=6.10-4l

Posté par
vanoise
re : solution acqueuse ph et pka 14-07-22 à 15:35

C'est cela ! En arrondissant à deux chiffres significatifs :
Va=0,60mL

Posté par
MSM
re : solution acqueuse ph et pka 14-07-22 à 15:57

encore Merci vanoise



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