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Chimie -Acido-Basique

Posté par
Sokkok 18-04-20 à 23:06

Bonjour j'ai un grosse exercise vous pouvez m'aider à corriger sil vous plaît ! et pour le dernière (question - g) je ne sais pas comment faire?

Ex----------------------------------------
Le phénolate C6H5O-(aq) est une base faible dans l'eau. A 25°C, le pH d'une solution aqueuse de phénolate de concentration en soluté apporté C=5,00.10-2 mol.L-1 et de volume V=100 mL vaut11,35.
a) Ecrire l'équation de réaction entre le phénolate et l'eau.
b) Calculer la concentration [H3O+]équilibre  dans la solution à l'équilibre. En déduire la concentration [HO-]éq dans la solution.
c) Calculer la valeur finale de l'avancement Xfà partir d'un tableau d'avancement
d) Calculer le taux d'avancement de la réaction. Que peut-on en conclure?
e) A partir du tableau d'avancement, montrer que = [HO-]/C et confirmer la valeur de calculée précédemment.
f) Calculer la constante d'équilibre KA (et pKA) du couple C6H5OH(aq)/C6H5O-(aq) à partir des concentrations des ions en solution en utilisant les résultats précédents.
g) On met dans l'eau une base faible A-(qui appartient au couple AH/A-) avec la même concentration apportée que précédemment (C=5,00.10-2 mol.L-1). On observe un pH supérieur à 11,35. Que peut-on dire de la force relative de A- par rapport à C6H5O-et est-ce que la valeur du pKa du couple AH/A-
est inférieure ou supérieure à celle du couple C6H5OH(aq)/C6H5O-
(aq) ?
Donnée : à 25°C, Ke=10-14

-------------------------------------------------------------
Donc J'ai trouvé :

PH = 11.35   -- C=5.00.10-2  -- V = 100ml =0,1L

a) l'équation de réaction :

C_{6}H_{5}O^{-}_{(aq)} + H_{2}O \rightarrow C_{6}H_{5}OH_{(aq)} + HO^{-}

b) Calucler la concentraiton [H3O] dans solution [HO-] :
Pour le b est ce que je ne sais pas c'est juste ou pas parce que j'ai trouvé le puissance -13?
K_{e} =\left[H_{3}O^{+} \right].\left[HO^{-} \right] \Rightarrow \left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{Ke}{\left[HO^{-} \right]}

\large A.N K_{e} =\left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{10^{-14}}{5,00.10^{-2}} = 2.10^{-13} mol.L^{-1}

c) tableauc avancement je vais mettre le résulta direct parce que je ne sais pas comment faire créer le tableau sur le forum :

\large n = C.V
\large A.N = 5,00.10^{-2} \times 0.1 = 5.10^{-3} mol
------------------------------------------------------------------------------
Pour Xmax :
\large Xmax = 5.10^{-3} - X_{max} = 0
\large X_{max} = 5.10^{-3} mol
------------------------------------------------------------------------------
Pour avancement final Xf :

\large X_{f} = \left[HO^{-} \right] \times V

\large \left[H_{3}O^{+} \right] \ = 10^{-ph} = 10 ^{-11,35} \large ph = 11,35

\large \left[HO^{-} \right] = \frac{10^{-14}}{\left[H_{3}O^{+} \right]} = \frac{10^{-14}}{10^{-ph}} = \frac{10^{-14}}{10^{-11,35}} = 10^{-14+11,35} = 10^{-2,65} mol.L^{-1}

\large X_{f} = 10^{-2,65} \times V = 10^{-2,65} \times 0,1 = 2,24.10^{-4}

d) Calculer avancement :

\large \tau = \frac{X_{f}}{X_{max}} \times 100 = \frac{2,24.10^{-4}}{5.10^{-3}} = 4,48 %

e) montrer que :\large \tau = \frac{\left[HO^{-} \right]}{C} = \tau = \frac{X_{f}}{X_{max}} \times 100

\large \tau = \frac{\left[HO^{-} \right]}{C} = \tau = \frac{X_{f}}{X_{max}} \times 100 = \tau = \frac{10^{PH-14}}{X_{_{max}}} \times 100 = \frac{10^{-2,65}}{5,00.10^{-2}} \times 100 =4,48%

f) calculer la constante KAet pKA du couple C6H5OH / C6H5O-(aq)

\large K_{A} = \frac{\left[base \right].\left[H_{3}O^{+} \right]}{\left[acide \right]}
Pour base : \large \left[base \right]_{f} = \left[C_{6} H_{5}O\right] _{f}
Pour acide :  \large \left[acide \right]_{f} = \left[C_{6} H_{5}OH^{-}\right] _{f}
-----------------------------------------------------------

\large \left[base \right]_{f} = \frac{C.V-X_{f}}{V} = \frac{5.10^{-3}-2,24.10^{-4}}{0.1} = 0.04776 = 4,776.10^{-2} mol.L^{-1}

\large \left[acide \right]_{f} = \frac{X_{f}}{V} = \frac{2,24.10^{-4}}{0,1} =2,24.10^{-3} mol.L^{-1}

\large \left[H_{3}O^{+} \right]_{f} = 10^{-pH} = 10^{-11,35} mol.L^{-1}


\large Donc : K_{A} = \frac{\left[base \right].\left[H_{3}O^{+} \right]}{\left[acide \right]} = \frac{4,776.10^{-2}\times 10^{-11,35}}{2,24.10^{-3}} = 9,53.10^{-11}


Pour pKA :

\large pK_{A} =-logK_{A}
\large pK_{A} =-logK_{A} = pK_{A} = -log (9,53.10^{-11}) = 10.02

g) pour le g je ne comprends pas très bien j'espère que vous m'aider ?

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 18-04-20 à 23:41

Bonsoir
A concentrations apportées égales, plus un acide est fort, plus le pH de la solution est faible, plus une base est forte, plus le pH de la solution est élevé.
Cela devrait t'aider pour la dernière question.

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 10:25

Je viens de prendre le temps de vérifier tes calculs et ton raisonnement.
Tes résultats de la questions b) sont faux : tu raisonnes comme s'il s'agissait d'une base forte en écrivant [HO-]=c.
Bizarrement, les résultats demandés à la question b) sont obtenus correctement à la question c où tu tiens bien compte du pH.
Pour c) tu obtiens directement : Xmax = c.V ; je ne comprends pas cette ligne :
\large Xmax = 5.10^{-3} - X_{max} = 0 ... Étourderie peut-être ?
Pour e) : il faudrait faire un tableau d'avancement qui montrerait :
Xf=[HO-].V=[C6H5OH].V ; le résultat est correct.
f) : parfait !
g) : je te laisse réfléchir en fonction des indications de mon précédent message.

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 11:30

Bonjour ! Pourriez-vous préciser la question B parce que normalment on doit utiliser avec cette relation  et après on remplace par les valeur donc je remplace Ke par 10-14 et [HO-] par la concentration C = 5,00.10-2 !
Si c'est pas je suis bloqué vraiment !

\left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{Ke}{\left[HO^{-} \right]}

---------------------------------------------

Pour la question  C normalment Xmax c'est égale directement à n =C.V
donc je obtient direct = 5.10-3

---------------------------------------------
Pour la question G est ce que vous pouvez préciser s'il vous plaît ?

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 11:45

La question b) demande simplement de trouver les concentrations en ions oxonium et hydroxyde. Il suffit d'utiliser la définition du pH en solution diluée puis la notion de produit ionique de l'eau :

\left[H_{3}O^{+}\right]=10^{-pH}\quad;\quad\left[HO^{-}\right]=\frac{K_{e}}{\left[H_{3}O^{+}\right]}

Pour c) : d'accord avec toi mais n'oublie pas l'unité.

Pour g) on introduit une autre base faible avec une même valeur de c. Cette précision est importante car le taux de dissociation dans l'eau d'un acide ou d'une base est d'autant plus grand que la solution est diluée. Trouver un pH supérieur au précédent signifie que la base a produit, pour un même volume de solution, davantage d'ion hydroxyde. La réaction de la base faible sur l'eau a donc un taux de réaction plus important que l'ion phénolate. La base introduite est donc une base plus forte que l'ion phénolate.

Je te laisse réfléchir à la comparaison des pKa : celui du couple auquel appartient cette base est-il supérieur ou inférieur à 10,0 ?

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 11:56

Je te remercie !
Je vais refaire pour la question G !

Pour pka il est supérieur 10;0 parce que on a trouvé pka = 10,02 !

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 12:30

Toute mesure en physique ou en chimie présente toujours une erreur même faible. C'est pour cette raison que j'ai arrondi ton résultat à 10,0. Pour info : les laboratoires spécialisés dans ce genre de mesures précises obtiennent à 25°C pour le couple (phénol/ion phénolate) : pKa=9,99.
Pour que l'on puisse conclure sans risque de se tromper sur la force de la base, il faut un écart de pH supérieur à l'incertitude sur la mesure du pH. Si le pHmètre avec le phénolate de sodium conduit à 11,35, affirmer que l'autre base est plus forte que l'ion phénolate, il faut que le pHmètre indique une valeur au moins égale à 11,45, ce qui va conduire à un pKa supérieur à 10.2

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 14:01

Bonjour Pour la question B : j'ai trouvé un peu bizarre si je remplace par la relation comme au dessous  et je ne sais pas quelle est le correct :

\left[H_{3}O^{+} \right] = 10 ^{-ph} ; \left[HO^{-} \right] = \frac{Ke}{\left[H_{3}O^{+} \right]}

\left[HO^{-} \right] = \frac{Ke}{\left[H_{3}O^{+} \right]} = \frac{10^{-14}}{10^{-11,65}} = 10^{-2,65}

Si je prends \frac{10^{-2,65}}{5,00.10^{-2}} = 0,04478

mais si je fais :

\left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{Ke}{\left[HO^{-} \right]} = \frac{10^{-14}}{5,00.10^{-2}} = 210^{-13} mol.L^{-1}

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 14:44

Je me répète : la réaction de production d'ion hydroxyde par réaction des ions phénolate sur l'eau n'est pas totale : seulement 4,48% des ions phénolate réagissent sur l'eau.  Dans ces conditions, la concentration en ions hydroxyde est beaucoup plus petite que c : elle vaut 10-2,65=2,24.10-3mol/L.
Pourquoi t'acharnes-tu à la question b) à poser [HO-]=c alors que tu calcules correctement [HO-] à la question suivante ?
Même chose dans ton dernier message :
deuxième ligne : tu écris correctement : [HO-]=10-2,65 (ne pas oublier l'unité).
dernière ligne : pourquoi poses-tu : [HO-]=c ???

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:04

Oui j'ai compris maintenant ! mais le chsoe que je ne comprends pas c'est dans certain livres il prend cette formule c'est à dire [H3O+] = Ke / [HO-] et [HO-] c'est égale à concentration C ! ça c'est pas compris !

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:09

Citation :
[HO-] c'est égale à concentration C ! ça c'est pas compris !


NON et NON !
[HO-]<c car la réaction des ions phénolate sur l'eau n'est pas totale !
Remplis un tableau d'avancement pour t'en convaincre !

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:16

J'ai compris maintenant !quand l'énoncé demande par exemple quelle est la concentration [H3O] peut être on doit utiliser la relation [HO-] = C !

Mais lorsque on demande de calculer et en déduire avec [HO-] il faut appliquer avec le méthode la première ligne !

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:18

Je suis désolé de posté image ici c'est juste vous montrer que dans le livre que j'ai vu il a écrit comme ça du coup j'ai pas compris !

** image supprimée **

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:25

La photocopie que tu viens de poster concerne une solution de soude. La soude est une base forte. Dans ce cas tu as effectivement : [HO-] = c.
Dans le cas du phénolate de sodium, l'ion phénolate est une base faible : [HO-] < c.
Tu mélanges deux situations différentes !

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:33

Oui ! J'ai compris ! donc si dans le cas est une base forte donc effectivement [HO-] = C !
Mais dans le cas est une base faible [HO-] < C !  

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:38

J'ai une question comment on peut déterminer si c'est une acide base forte et c'est une acide base faible ?

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 15:58

Justement par ce raisonnement !
base forte : [HO-] = C
base faible : [HO-] < C
acide fort : [H3O+]= C
acide faible : [H3O+]< C
Remarque : tu verras plus tard dans ton programme que les choses se compliquent un peu pour les très faibles concentrations (C<10-6mol/L) car il faut tenir compte alors des ions hydroxyde et oxonium fournis par l'autoprotolyse de l'eau...

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 16:11

Je vous remercie beaucoup j'ai bien noté ! et je vais faire le la question G je reviens vers vous si j'ai trouvé juste ou pas !

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 16:57

Bonjour pour la question g j'ai trouvé :

A^{-} + H_{2}O \rightarrow AH + HO^{-}

----------------------------------------------------------
je fais calculer n= C.V = 5.10-3 mol

---------------------------------------------------------
Pour [H3O+] et [HO-] je fais calcule :

\left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{Ke}{[HO^{-}]} => \left[H_{3}O^{+} \right] = \frac{10^{-14}}{[HO^{-}]} = [HO^{-}] = \frac{X_{max}}{V}

[HO^{-}] = \frac{X_{max}}{V} = \frac{C.V}{V} = C

[HO^{-}] = C

Donc [H_{3}O^{+}] = \frac{10^{-14}}{C} = \frac{10^{-14}}{5.10^{-2}} = 2.10^{-13} mol


pH = -log \left[H_{3}O^{+} \right]

pH = -log (2.10^{-13}) = 12.7

Donc conclusion : Le pKa du couple AH/A- est supérieurs à celle couple
C6H5OH(aq)/ C6H5O-

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 17:58

Tu viens de calculer le pH d'une solution de base forte de concentration apportée c= 5.10-2mol/L.
Pour cette valeur de c, un pH supérieur à 11,35 mais inférieur à 12,7 correspondrait à une base faible mais une base plus forte que l'ion phénolate.

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 18:14

Bonjour le résulta que je fais c'est correct ou pas ? et je ne comprends pas vous dites

pH supérieur à 11.35 mais inférieur à 12,7 ?

Posté par
vanoisere : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 19:32

Ce que tu as fait n'est pas nécessaire à mon avis pour répondre à la dernière question. Il suffit de dire que, à c donnée, plus le pH est élevé, plus la base est forte. Donc, si , pour une même valeur de c, le pH est supérieur à 11,35, la base est plus forte que l'ion phénolate. Aucun calcul n'est nécessaire.

Posté par
Sokkokre : Chimie -Acido-Basique 19-04-20 à 19:55

D'accord ! Merci beaucoup à vous !


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