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comparasion de 3 acides

Posté par
sil2b
21-02-10 à 16:57

Bonjour, j'aurais besoin d'un coup de main pour cet exo. merci

3 solutions acides de même concentration introduite : 1,0.10-2mol/L possèdent l'avancement final Xfinal :
-acide chlorhydrique HCL : Xfinal=1,0.10-3mol pour 100 mL de solution.
-acide dichloroéthanoïque CHCl2COOH : Xfinal=7,9.10-4mol pour 500 mL de solution.
-chlorure d'ammonium NH+4 + Cl- : Xfinal=2,5.10-6 mol pour 1 L de solution.

1) écrire, pour chacune des solutions, l'équation de réaction des acides avec l'eau.
2) identifier, dans chaque cas, les couples acide-base présents en solution.
3) calculer l'avancement maximal Xmax de chacune des réactions.
4) en déduire le taux d'avancement final.
5) calculer le pH de chaque solution.


1) je ne m'en sort vraiment pas

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 17:09

Bonjour,

1. 5$ A+H_2O=B+H_3O^+5$ A et 5$ B sont respectivement l'acide et la base du couple 5$ A/B.

- Quel est la base conjuguée de 5$ H^+ ?
- Quelle est la base conjuguée de 5$ CHCl_2COOH ?
- Quelle est la base conjuguée des 5$ NH_4^+ ?

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 17:27

c'est l'eau ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 17:32

La basique conjuguée d'un acide 5$ AH est 5$ A^-. Autrement dit, pour trouver la base conjuguée lorsque l'on connaît l'acide, on enlève un 5$ H^+ à l'acide.

5$ H^+ s'écrit aussi 5$ H_3O^+ donc sa base conjuguée est 5$ H_2O.

Pour 5$ CHCl_2COOH, c'est 5$ CHCl_2COO^-.

Et pour 5$ NH_4^+, c'est 5$ NH_3.

Donc les équations des réactions sont ?

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 17:55

il faut le couple acide/base de l'eau pour pouvoir écrire les réactions avec les acides

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:00

1. [tex]5$ A+H_2O=B+H_3O^+5$ A et 5$ B sont respectivement l'acide et la base du couple 5$ A/B.[/tex]

Pour l'acide chlorhydrique, 5$ A=H_3O^+, B=H_2O.

Pour l'acide dichloroéthanoïque, 5$ A=CHCl_2COOH, B=CHCl_2COO^-.

Et pour le chlorure d'ammonium, 5$ A=NH_4^+, B=NH_3.

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:09

ok, pour le couple H3O+/H2O ; H3O+ est l'acide et H2O  est la base ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:12

Oui, tu fais réagir un acide sur l'eau donc l'eau est forcément la base (deux acides ou deux bases ne réagissant pas ensemble...).

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:17

ok. et en fait , lorsque l'on connait un acide il faut enlever à cet acide un ion H+

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:17

pour trouver sa base conjuguée

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 18:36

Citation :
Posté le 21-02-10 à 17:32

La basique conjuguée d'un acide 5$ AH est 5$ A^-. Autrement dit, pour trouver la base conjuguée lorsque l'on connaît l'acide, on enlève un 5$ H^+ à l'acide.


Ce n'est rien d'autre que les définitions d'un acide et d'une base.
Un acide est une espèce susceptible de libérer un proton.
Une base est une espèce susceptible de capter un proton.

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:00

ok. question 2) bé on a déjà trouver les couples acide-base

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:02

Citation :
bé on a déjà trouver les couples acide-base


Question 3 alors

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:08

ok mais on est bien obligé de connaître les couples acide-base pour pouvoir écrire les équations, donc pourquoi il nous pose cette question arpès qu'on ait écrit les équations?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:10

Sûrement pour que tu saches bien qui joue le rôle de la base et qui joue le rôle de l'acide.

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:29

ok, mais au fait est ce que il y avait besoin d'équilibrer les équations dans la question 1  ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:33

Il faut toujours équilibrer les équations. Sauf que les réactions acido-basiques sont déjà équilibrées normalement parce qu'il y a la plupart du temps échange d'un seul proton. Ce qui n'est pas le cas en oxydo-réduction : plusieurs électrons sont échangées d'où la nécessité de faire des combinaison des demi-équations pour obtenir l'équation de la réaction équilibrée. Mais en acide-base c'est beaucoup plus simple.

Quelles sont tes équations ?

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:43

acide chlorhydrique : H3O+ + H2O => H2O + H3O+

acide dichloroéthanoïque : CHCl2COOH + H2O => CHCl2COO- + H3O+

chlorure d'ammonium : NH+4 + H2O => NH3 + H3O+

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 21:45

Comme prévu : elles sont déjà équilibrées !

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 22:02

ok. mais pour la 3) il faut calculer X max, c'est quoi la différence avec X final

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 22:07

Tu as dû voir, cette année, que toutes les réactions ne sont pas total. En effet, la réaction se fait dans les deux sens et on aboutit à un état d'équilibre dynamique (macroscopiquement rien ne se passe alors que microscopiquement les réactions directe et inverse se font à la même vitesse compensant ainsi leurs effets).

Du coup, on appelle état final cet état d'équilibre dynamique où peuvent coexister toutes les espèces. Ce qui est différent d'une réaction totale, pour laquelle au moins l'un des réactifs n'est plus présent à l'état final.

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 22:07

Xmax est donc une valeur théorique. Si Xfinal=Xmax, alors la réactif est totale ; sinon elle est limitée.

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 22:50

je ne vois pas comment on peu calculer X max à partir des ces équations

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 21-02-10 à 22:51

on ne connait pas les quantités de matière

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 09:58

Citation :
on ne connait pas les quantités de matière


Bah c'est tout comme : tu connais la concentration des espèce et les volumes des trois solutions !

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 10:46

acide chlorhydrique n=1.10-3mol
acide dichloroéthanoïque: n=5.10-3mol
chlorure d'ammonium: n=1.10-2mol

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 10:50

Oui mais attention aux chiffres significatifs.

Que valent les Xmax alors ?

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 12:12

pour les chiffres significatif, je dois écrire normalement :

n=1,0.10-3mol ?
n=5,0.10-3mol ?
n=1,0.10-2mol ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 12:19

Oui, sauf pour la troisième qui devrait s'exprimer avec un seul chiffre significatif à cause du 1L. Mais l'énoncé est mal posé, on va prendre 1,0L donc on exprime les trois quantités de matière avec deux chiffres significatifs. Problème réglé.

Du coup, que valent les xmax ?

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 12:47

Xmax :

10-3mol
5,0.10-3mol
10-2mol

donc après, je ne sais pas trop si c'est correcte par rapport aux chiffres significatifs


taux d'avancement final:
1
1,58.10-1
2,5.10-4

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 13:11

En utilisant les indices 1 pour l'acide chlorhydrique, 2 pour l'acide dichloroéthanoïque et 3 pour le chlorure d'ammonium, on a les avancement maximaux suivants :

5$ x_{\text{max},1}=1,0.10^{-3} \text{mol}
 \\ x_{\text{max},2}=5,0.10^{-3} \text{mol}
 \\ x_{\text{max},3}=1,0.10^{-2} \text{mol}

d'où les taux d'avancement finaux :

5$ \tau_1=\frac{x_{\text{final},1}}{x_{\text{max},1}}=1,0 soit 100% (réaction totale)

5$ \tau_2=\frac{x_{\text{final},2}}{x_{\text{max},2}}=0,16 soit 16% (réaction limitée)

5$ \tau_3=\frac{x_{\text{final},3}}{x_{\text{max},3}}=2,5.10^{-4} soit 0,025% (réaction limitée).

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 13:13

5. Il faut que tu calcules le pH de chaque solution en utilisant sa définition : 5$ \text{pH}=-\log\left[ H_3O^+ \right].

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 13:36

ok.

pour la 5), les 3 solutions, [H3O+] est bien différente?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 13:39

Oui (a priori).

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 13:56

Tu peux t'aider de tableaux d'avancement pour déterminer 5$ \left[ H_3O^+ \right] pour chaque solution

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 15:30

il faut faire Xfinal - Xmax?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 15:34

As-tu fais un tableau d'avancement ? (pour chaque solution)

Il faut regarder ce que vaut la concentration en ions oxonium à l'état final.

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 15:44

en même temps, je voulais revenir sur la 1ère équation, ce n'est pas plutot :

HCl+H2O => H3O= + Cl- ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 15:51

Non, non... Les ions chlorure sont des ions spectateurs ici. Donc seul l'ion oxonium réagit avec l'eau pour donner la base conjuguée de l'ion oxonium (qui est l'eau) et l'acide conjugué de l'eau (qui est l'ion oxonium).

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 16:02

ok, donc pour la 1ère équaton, on a:

H3O+ + H2O => H2 + H3O+


si on fait le tableau d'avancement, on :

n(H3O+) (+) n(H2O) => ......

mais comment trouver la concentration de H3O+ à partir du tableau ?

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 16:22

Pour la solution d'acide chlorhydrique : tu consommes xfinal mol de H3O+ et tu en produis xfinal mol donc au final c'est comme si rien n'avait changé. D'après la concentration et le volume de la solution, tu as donc [H3O+]=1,0.10-2 mol/L.

Pour la solution d'acide dichloroéthanoïque, tu produis xfinal mol de H3O+ donc, d'après le volume de la solution, tu as [H3O+]=xfinal/(500.10-3) mol/L.

Pour la solution de chlorure d'ammonium, tu produis xfinal mol de H3O+ donc, d'après le volume de la solution, tu as [H3O+]=xfinal/1,0 mol/L.

D'où les pH...

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 16:46

pour les pH, je trouve :

2
2,8
5,6

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 17:03

Ça me semble correct

Posté par
sil2b
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 17:17

ok, merci masterrr pour ton aide. j'ai un autre exo à faire et j'ai un peu de mal aussi. je vais le poster un peu plus tard, en esperant obtenir ton aide à nouveau

Posté par
masterrr
re : comparasion de 3 acides 22-02-10 à 17:22

De rien



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