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Déterminer une valeur de pKa

Posté par
gbbsn
03-11-18 à 17:26

Bonsoir,
J'ai un exercice de chimie qui me pose des difficultés.

"On se propose d'étudier le caractère acide d'une solution aqueuse ionique S de chlorure d'hydroxylammonium de concentration c = 3,0e-2 mol/l) et de formule NH3OH+ +Cl -
L'ion hydroxylammonium NH3OH+ appartient au couple hydroxylammonium/hydroxylamine (NH3OH+/NH2OH) de pKa = 6.0
Le pH de la solution vaut 3.8. En déduire la concentration en ions [h3O+]. J'ai trouvé environ 1.6 e-4.
Établir de tableau d'avancement de la réaction de l'ion hydroxylammonium avec l'eau (NH3OH+ + H2O > NH2OHH + H3O+)
Lorsque je fais n=c.v j'ai c = 3.0 e -2 (concentration donnée au début de l'énoncé, je ne sais pas si c'est celle ci que je dois utiliser ou la concentration en ions [H3O+] calculée à la question précédente) et v = 0.100 L. J'ai alors n = 0.003
Puisque h2o est un solvant, à l'état final j'ai xf = 0.003
Pour trouver mon Ka j'ai donc la concentration des produits sur les réactifs sans compter [H2O] mais comme mes concentrations sont identiques je tombe une nouvelle fois sur 0.003
Donc quand je calcul mon pKa je tombe sur -log(1) qui vaut zero + mon pH de 3.8
Mon pKa vaut donc 3.8 à la place de 6 dans celle de l'énoncé.
J'ai alors un écart relatif d'environ 0.58 ce qui me semble énorme.
Ai-je fais une erreur quelque part ?

Posté par
odbugt1
re : Déterminer une valeur de pKa 03-11-18 à 21:45

Bonsoir,

Ton énoncé ne comporte que deux questions :
a) Le pH de la solution vaut 3.8. En déduire la concentration en ions [h3O+].
b)Établir de tableau d'avancement de la réaction de l'ion hydroxylammonium avec l'eau (NH3OH+ + H2O > NH2OHH + H3O+)

Tu as répondu à la 1ère question (sans justification) et donné un résultat (sans unité) OK
Tu n'as pas du tout répondu à la 2ème question telle qu'elle est posée.

Remarques :
Mauvaise idée que de mélanger tes réponses avec l'énoncé.
Un mystérieux "0,100L" absent de l'énoncé apparait dans tes calculs.

Suggestions pour obtenir une aide efficace :
Poster la totalité de l'énoncé à la virgule près et séparer tes essais et réflexions de cet énoncé.

Posté par
gbbsn
re : Déterminer une valeur de pKa 03-11-18 à 22:45

Bonjour,
voici mon énoncé.

"On se propore d'étudier le caractère adicde d'une solution aqueuse ionique S de chlorure d'hydroxylammonium de concentration c= 3,0 x 10e-2 mol/L et de formule 'NH3OH+ + Cl-)
L'ion hydroxylammonium NH3OH+ appartient au couple ion hydroxylammonium / hydroxylamine (NH3OH+ / NH2OH), de pKa = 6.0

1a. Donner la définition d'un acide au sens de Bronsted.
b. Ecrire l'quation de la réaction entre l'ion hydroxylammonium et l'eau.
c. Donner le diagramme de prédominance du couple acide/base faible.

2a. Le pH de la solution aqueuese S est 3.8. En déduire la concentration en ions oxonium [H3O+] dans cette solution.
b. Etablir me tableau d'avancement de la réaction 1b pour le volume V= 0.100L.
c. Exprimer la constante d'acidité ka du couple acide/base étudié.
d. Calculer cette constante.
e. En déduire la valeur du pKa, puis la comparer à celle donnée dans l'énoncé (Calculer un écart relatif E.R) E.R. = l valeur théorique - valeur expérimentale l / valeur théorique.

3. Les ions NH4+ font partie du couple NH4+/NH3 dont le pKa vaut 9.2.
a. Une solution de chlorure d'ammonium (NH4+ + Cl-) de concentration c= 3,0e-2 mol/l a un pH de 5.4. Quelle espèce du couple NH4+/NH3 prédomine dans cette solution ?
b. De NH3OH+ ou de NH4+, quel est l'acide qui réagit le plus avec l'eau pour une même concentration ? Justifier"

J'ai réussi à faire les questions 1 que je postes en photo ici.
Je suis bloquée à partir de la 2.
On sait que [H3O+] = 10^-pH
J'ai donc [H3O+] environ égale à 1.6e-4.
Je dois maintenant établir le tableau d'avancement de la réaction trouvée en 1b (voir photo) pour V=0.100L

Equation : NH3OH+ + H2O > NH2OH + H3O+

Déterminer une valeur de pKa

Posté par
gbbsn
re : Déterminer une valeur de pKa 03-11-18 à 22:52

Equation : NH3OH+               +          H2O                >              NH2OH         +                H3O+
Etat ini.       c.v =n                                  solvant                                      0                                           0
                        3.0e-2 * 0.100              
Etat int.       0.003 -x                            solvant                                      x                                            x
Etat final     x = 0.003                         solvant                                    0.003                                0.003

Je ne comprends pas ce que je dois faire après puisque si je calcul mon ka je vais devoir faire (0.003 * 0.003) / 0.003 ce qui donnera encore une fois cette même valeur et me donnera alors un pKa de 3.8 à la place d'une valeur tournant autour de 6.
                        

Posté par
odbugt1
re : Déterminer une valeur de pKa 03-11-18 à 23:16

Question 1 : OK

Question 2 :
a) [H3O]+ = 10-pH = 10-3,8 = 1,58.10-4 mol/L    OK

b) J'attends une proposition de tableau d'avancement tel qu'il est demandé dans l'énoncé.

Attention les réponses sous forme d'images sont interdites sur ce site et à ce titre la photo jointe à ton message du 03-11-18 à 22:45 risque fort d'être supprimée par un modérateur.
Si tu ne sais pas faire un tableau tu peux en photographier un ( C'est toléré pour les tableaux ) à la condition expresse que ta photo ne représente que ce tableau et rien d'autre.

c) Cette question est une question de cours. Tu devrais donc pouvoir y répondre.

Posté par
odbugt1
re : Déterminer une valeur de pKa 04-11-18 à 00:26

Désolé
En postant mon dernier message à 23h16 je n'ai pas vu qu'entre temps tu avais posté un complément de réponse.

Ton tableau d'avancement est fait comme si la réaction était totale ce qui n'est pas le cas.
A l'équilibre n(NH3OH+) n'est pas nul comme tu as l'air de le penser et il en résulte que
xéq n'est pas égal à 3 . 10-3 mol

Je suggère que tu corriges ce tableau, et avant de te lancer dans le calcul du pKa, que tu répondes à la question 2.c) qui comme je l'ai déjà dit est une question de cours.



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