bonjour je suis bloqué sur un exercice, je vous montre
de quoi il s'agit:
C'est l'étude de la courbe de dosage de l'acide sulfurique
par la soude. On ajoute à 20ml d'une solution aqueuse d'acide
sulfurique à 0.1M/L des quantités croissantes d'une solution
aqueuse de soude décimolaire ( on donne HSO4(-)/SO4(2-), pKa = 1.94)
1) quel est le pH initial de l'acide sulfurique
cette première question est facile, H2SO4 est un acide
fort donc il est totalement dissocié dans l'eau soit
H2SO4 + 2*H2O = 2*H3O(+) + SO4(2-)
0.1 - 0 0
0 - 0.2 0.1
La réaction prépondérante est
SO4(2-) + H30(+) = H2O + HSO4- K = 10^1.94
K>1 on fait réagir cette réaction de manière totale
pour en déduire une solution équivalente, on a alors la
réaction
H2O + HSO4- = SO4(2-) + H30(+) K = 10^(-1.94)
- 0.1 0 0.1
K=(0.1+x)*x/(0.1-x) d'ou x=9.5e-3
on en déduit pH=0.96
2) quel est le pH après addition de 20mL de soude
les concentrations calculées précedemment ont toutes
été divisé par deux après ajout de la soude
à ce stade
[HSO4-]= 4.5e-2 M
[H3O+]= 5.5e-2 M
[SO42-] = 4.7e-3 M
on a la réaction totale HO- + H3O+ = 2*H20
5e-2 5.5e-2 -
0 4.7e-3 -
puis SO4(2-) + H30(+) = H2O + HSO4- K = 10^1.94
on fait le même raisonnement que précedemment et on en déduit pH=1.72
c'est à la question 3) que je suis bloqué
quel volume de soude a-t-on ajouté lorsque le pH est égal à 4?
je ne sais pas si c'est une bonne idée de partir de concentrations
précédentes parce qu'on s'embarque avec des valeurs numériques
peu pratiques. Je repartirai de 1) et je regarderai l'effet de
la solution de soude : au début HO- + H3O+ = 2H2O (c'est ce qu'on
a mis en évidence précedemment) puis lorsque tous le H3O+ a été
consommé HO- + HSO4- = SO4(2-) + H2O mais dans ce cas qui
est le réactif limitant? la réaction suivante en dépend! et ne
va-t-on pas devoir exprimer [H3O+] en fonction de tonnes de paramètres
(les concentrations initales, les volumes, les cste de réaction?)
en fait je me sens un peu perdu dans toutesles réactions et les valeurs numériques
lorsque le pH vaut 4 l'acide sulfurique est entièrement sous forme de SO4 2- ( regarde le rapport (SO42-)/(HSO4-) à pH = 4) . Tu peux alors ecrire la neutralité electrique de la solution : 2 (SO4 2-) + (OH-) = (Na+) + (H3O+). Les Na+ provenant de la soude ajoutée tu calculeras facilement combien de soude il a fallu ajouter.
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