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Calcul du pH d'une solution tampon
Bonjour à tous,
J'ai quelques soucis de compréhension au niveau du problème suivant :
Calculer le pH de la Solution obtenue en mélangeant 50 ml d'une solution 0.4M en CF3COOH avec 75 ml d'une solution 0.3M en CF3COOK.
J'ai recalculer les concentrations en M :
Je pensais simplement utiliser l'equation d'Handerson mais le résultat n'est correct...
Est-ce que l'autodissociation de l'eau joue un rôle dans ce calcul de pH ??
Bonsoir
La formule
pH=pKa +log ([CF3COO-]/[CF3COOH])
est valide mais chacune des 2 concentrations est différente de la quantité introduite par litre. L'acide est beaucoup trop fort pour que l'approximation de Henderson soit valide. Il faut écrire la relation d'électro neutralité, La relation traduisant la conservation de la quantité totale (acide plus base conjuguée), la relation du Ka. Tu vas obtenir une équation avec comme seule inconnue la concentration en H3O+
Remarque : tu peux aussi remplir un tableau d'avancement après avoir déterminé la réaction prépondérante...
C'est ce que je me disais :
Mais l'enseignant à aussi parlé de la balance des charges mais je ne vois pas en quoi cela viendrait aider parce que ici j'ai une seule inconnue qui est x et donc je peux le déterminer..
Mais l'enseignant à aussi parlé de la balance des charges
Il fait sans doute référence à la méthode que j'avais d'abord proposée, méthode traditionnelle un peu plus longue, qu'il faut tout de même savoir utiliser, en particulier quand l'autoprotolyse de l'eau n'est pas négligeable (pH compris entre 6,5 et 7,5).
Je note Ca la quantité introduite par litre d'acide et Cb la quantité introduite par litre de CF3COOK
électro neutralité de la solution (balance des charges) :
Je pose pour simplifier :
À l'équilibre :
À chaque fois qu'une molécule d'acide disparaît, un ion de sa base conjuguée se forme et réciproquement ; la somme des concentrations en acide et en base conjuguée se conserve :
En combinant les deux relations :
En réinjectant dans la relation traduisant l'électro neutralité, on obtient :
Il n'y a plus qu'à résoudre... Cette méthode a un avantage : elle donne le pH quelles que soient les valeurs des concentrations et du pKa pour un mélange quelconque d'un acide et de sa base conjuguée. Mais, compte tenue de sa complexité, il ne faut l'utiliser que si la méthode de la réaction prépondérante et du tableau d'avancement conduit à une impasse...
Contrairement à ce que tu as écrit dans ton premier message, il vaut mieux utiliser les formules entre crochets pour désigner les concentrations des espèces dans la solution et noter c (avec indice approprié) pour désigner les quantités introduites par litre.
Par exemple : la notation
Mon message précédent répond à la question sur "la balance des charges" mais ne dit rien sur l'expression que tu as trouvé... Voici le tableau que j'obtiens en considérant comme prépondérante la réaction de l'acide sur l'eau :
| espèces en solution | CF3COOH | H3O+ | CF3COO- |
| quantités introduites par litre (mmol/L) | Ca |  0 | Cb |
| concentrations à l'équilibre (mol/L) | Ca-x | x | Cb+x |
Cela conduit à l'équation :
Si tu as le temps, tu pourras vérifier que cette équation est équivalente à celle obtenue par la méthode présentée dans mon message précédent en posant x = h et en négligeant la présence des ions hydroxyde produits par l'autoprotolyse de l'eau.
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