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Autoprotolyse de l’eau
Bonjour, on nous demande de calculer le pH d'une solution de HNO3 à C = 5.10^(-8) mol/L. Lorsque je calculer les ions H3O+ issus de l'autoprotolyse de l'eau je trouve une concentration de 10(-7) mol/L. Ensuite je calcule la concentration issus de la réaction de l'acide fort HNO3 avec l'eau et j'ai une concentration de 1,5.10^(-7) mol/L. Le pH vaut alors pH = - log(10(-7) + 1,5.10^(-7)) = 6,82. Puis en faisant d'abord la réaction de l'acide avec l'eau puis l'autoprotolyse j'ai alors pH = -log(5.10^(-8) + 7,8.10^(-8)) = 6,89. Je voulais savoir à quoi était due cette différence et quel raisonnement rigoureux permettait d'obtenir la vraie valeur. J'imagine que c'est dû au fait que lorsque que l'on calcule la deuxième concentration, l'équilibre est légèrement déplacé dû à la présence du produit H3O+.
J'avais aussi une dernière question. Quand on calcule, pour la première partie l'autoprotolyse de l'eau :
on a :
Alors qu'avec On a :
Merci d'avance pour vos réponses.
Bonjour
Il faut étudier les deux réactions simultanément car l'acide nitrique modifie l'équilibre d'autoprotolyse .
Comment est-ce qu'on étudie les deux simultanément ? Et est-ce que vous avez une explication pour la deuxième écriture de l'autoprotolyse de l'eau (ma dernière partie) ? Merci.
Attention à ta façon d'écrire l'équation correspondant à l'autoprotolyse. Telle que tu l'écris avec des coefficients 1/2, elle conduit à Ke=10-7 et non 10-14 !
Ensuite : la méthode de la réaction prépondérante est une excellente méthode à condition qu'il y ait une réaction prépondérante, les autres réactions étant d'influences négligeables. Ici, en présence de deux réactions, la méthode n'est pas simple : il y a beaucoup plus direct.
étape 1 : considérer l'acide nitrique comme un acide fort : l'ion nitrate se comportant ici en ion indifférent, on en déduit : .
étape 2 : la solution est électriquement neutre et contient par litre, autant de charges + que de charges - :
étape 3 : tenir compte de l'autoprotolyse de l'eau. Pour alléger l'écriture, je note : donc :
étape 4 : résoudre l'équation dont h est solution. Après simplification, cela conduit à résoudre une équation du second degré.
Je te laisse terminer.
Je ne comprends parce qu'en écrivant la réaction sous la forme :
je devrais trouvais la même constante de réaction Ke.
Alors après application je trouve pH = 6,89. Du coup je peux en déduire qu'on peut calculer d'abord les ions issus de la réaction de l'acide avec l'eau et ensuite l'autoprotolyse...
Est-ce que votre méthode fonctionne aussi pour les bases faibles en écrivant :
Et en calculant :
grâce à Kb ?
La constante d'équilibre dépend de la façon dont on écrit l'équation bilan. Avec cette écriture :
>La constante d'équilibre en solution diluée s'écrit :
Cette écriture est tout à fait cohérente avec celle utilisée le plus souvent et conduit évidemment aux mêmes résultats.
Dans la mesure où la première réaction (celle de l'acide nitrique) est totale, la méthode de la réaction prépondérante est possible à condition de toujours respecter la règle de base : commencer par la réaction totale ou, plus généralement, par celle de constante d'équilibre la plus élevée. Le résultat est très simple : en considérant seulement cette réaction, tu obtiens des concentration en ions nitrate et en ions oxonium égales à c. Tu remplis alors un second tableau d'avancement correspondant à l'autoprotolyse en prenant comme état initial l'état final après première réaction :
| espèces chimiques | H2O | H3O+ | HO- |
| concentration après première réaction | excès | c | 0 |
| concentrations finales à l'équilibre | excès | c+x=h | x=h-c |
Il suffit de résoudre l'équation du second degré :
Cette équation est heureusement celle obtenue par la méthode que je t'ai proposée hier soir.
Tu pourrais raisonner de manière analogue concernant le pH s'une base forte de concentration c. Tu aurais (attention : plusieurs erreurs dans ton message précédent) :
Tu peux faire le raisonnement et le calcul ici si tu veux ; je vérifierai...
Désolé je n'avais pas vu votre réponse.
Je ferais la même chose et résolverais la même équation. Par contre la seule différence est
J'imagine que, cette fois-ci, h désigne la concentration en ions hydroxyde. Tu ne dėtailles pas ton calcul. Personnellement, j'obtiens pH =7,11.
Je préfère noter oh la concentration en ions hydroxyde. Il n'est jamais bon de changer la signification dès symboles en cours de problème. Â cette réserve près : d'accord avec ton résultat litteral mais il conduit à une concentration en ions hydroxyde égale à 1,28.10-7mol/L.
Vous avez utilisez quelle concentration ?
Et cette méthode qui va des RP les plus prépondérantes aux moins prépondérantes fonctionnent toujours ?
Oui mais au delà de 2 réactions, il est en général préférable de raisonner sur l'ėlectroneutralitė et la conservation de la matière. Ces situations délicates ne sont sans doute pas à ton programme.
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