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Calcul de pH

Posté par
rominai25
30-12-15 à 17:51

Bonjour, j'aurais besoin de vous pour savoir si j'ai fais correctement mon exercice. Merci de votre aide d'avance.

1. Calculer le pH d'une solution de LiOH (base forte) à 5.10-5 mol.L-1 dans l'eau pure.

LiOH + H2O -> Li+ + OH-
Espèces en solution : [Li+];[OH-];[H3O+]
EN : [Li+] + [H3O+ = [OH-]
Kc = [Li+] [OH-]
Co = [Li+]
(Co + [H3O+] - [OH-] )x[H3O+=0
Co[H3O+] + [H3O+]² - Ke = 0
Discriminant  :
Co² + 4Ke
X1 = \frac{-Co + racin(Co²+4Ke)}{2} = 1.99x10-10
pH=-Log( X1) = 9


2. Calculer le pH d'une solution d'acide benzoïque (pka=4,2) à 10-3 mol.L-1 dans l'eau pure

AH + H2O -> A- + H3O+
Espèce en solution :[A-];[OH-];[H3O+]
Co = [A-] + [AH]
EN : [A-] + [OH-] = [H3O+]
[A-]=[H3O+]
J'ai négliger AH<<A- et [H3O+]>>[OH-]
Ka = [H3O+]Co
[H3O+]=Ka/Co
[H3O+]=6.31x10-2
pH = 1.19
Ils faut vérifier les hypothèses /
Ke/[H3O+] = [OH-]
[OH-]=1.58x10-13
1er hyp check
[AH]=Co-[A-]
[AH]=-6.21x10-2
2e hyp check

Posté par
vanoise
re : Calcul de pH 30-12-15 à 18:54

Pour le premier cas : il s'agit d'une base forte ; en négligeant l'autoprotolyse de l'eau on obtient : [HO-] = c ; cela conduit à un pH voisin de 9,7 ; valeur supérieure à 7,5 : l'autoprotolyse de l'eau est effectivement d'influence négligeable.
Pour le second cas, le tableau d'avancement conduit, en négligeant l'autoprotolyse à :
K_{a}=\frac{h^{2}}{c-h}\quad avec\quad h=\left[H_{3}O^{+}\right]
La solution est trop diluée ici pour négliger au dénominateur h devant c. Tu as donc encore une équation du second degré à résoudre...

Posté par
rominai25
re : Calcul de pH 30-12-15 à 21:55

AH+H2O -> A- + H3O+
Ka=\frac{[A^{-}][H3O^{+}]}{[AH][H2O]}
On néglige : [H3O+]>>[OH-]
EN : [A-] + [OH-]=[H3O+]
[A-]=[H3O+]

Ka=\frac{[H3O^{+}]²}{[Co-[H3O^{+}]}
KaCo-[H3O+]Ka = [H3O+
[H3O+]²+[H3O+]Ka-KaCo
=Ka²-4x1x(-KaCo)
=(10-4,2)²-4x1x(-10-4,2x10-3
=2.56x10-7 mol.L-1
pH=-log(2.56x10-7)6,59

On n'oublie pas de vérifier l'hypothèse :
ke=[H3O+][OH-]
\frac{ke}{[H3O^{+}]}=[OH-]
\frac{10^{-14}}{2,56.10^{-7}}=3.90x10-8 mol.L-1

3,90.10-8<<2,56.10-7

Posté par
vanoise
re : Calcul de pH 31-12-15 à 18:13

Bonsoir ,
Ce n'est pas la première fois que tu confonds la racine d'une équation du second degré avec le discriminant... D'ailleurs ton calcul n'est pas cohérent : il conduit à une valeur trop proche de 7 pour qu'il soit possible de négliger l'autoprotolyse de l'eau.
Selon moi, le calcul conduit à : h = 2,22.10-4mol/L soit pH = 3,65.
Ce pH est largement inférieur à 6,5 ; il est donc correct de négliger l'autoprotolyse.
En revanche, la méthode souvent utilisée consistant à poser c-hc aurait conduit à :
pH=\frac{1}{2}\left(pKa-\log\left(c\right)\right)\approx3,60
Ce pH n'est pas inférieur à (pKa - 1) ; l'approximation n'est pas a priori valide. Cependant l'erreur commise (0,05 unité)  n'est pas très importante...

Posté par
rominai25
re : Calcul de pH 01-01-16 à 17:28

En effet, donc du coup je corrige ma bêtise :
=2,56x10-7
X1=\frac{-10^{-4,2}+racin(2,56.10^{-7})}{2.10^{-3}}
X1=2,21x10-1
pH=-log(2,21x10-1)=6,56E-1
et je me suis tromper encore mais je vois pas où :s

Posté par
vanoise
re : Calcul de pH 01-01-16 à 18:34

Bonsoir
Dans ton équation du second degré, le coefficient du terme de degré 2 est 1 : pourquoi dans ces conditions, divises-tu l'expression de la racine par 2.10-3 plutôt que par 2 ???
Revois ton cours de math !

Posté par
rominai25
re : Calcul de pH 01-01-16 à 19:32

A oui on prends [H3O+] comme x pour le second degré. Désolé pour ces étourderies.



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