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Dosage du borax
Bonjour,
J'ai des difficultés avec un exercice de base concernant les titrages et j'aurais besoin d'éclaircissements.
Voici l'énoncé :
Le borax est un solide de formule (Na2B4O7,10H2O) qui se dissocie totalement dans l'eau selon :
Na2B4O7+H2O
2Na++2BO2-=2HBO2 ; pKa(HBO2/BO2-)=9,2
a) Calculer le pH d'une solution obtenue par dissolution de 9,55g de borax solide dans 500 mL d'eau. M(g.mol-1) : Na=23, B=11, O=16, H=1.
b)10 mL de la solution précédente sont dosés avec une solution d'acide chlorydrique à 0,1 mol.L-1(V volume d'acide ajouté en mL). Calculer le volume équivalent Ve. Exprimer pH=f(V) et donner l'allure de la courbe correspondante.
a)On a n qui représente la quantité de matière de borax tel que n=m/(MV)=9,55/(382*500.10-3)=0,05 moles
mais c'est faux puisque dans la correction il y a écrit qu'on a n=0,1 mol.L-1, mais je ne vois pas comment l'obtenir.
b)Pour la deuxième question, la correction donne :
| BO2- + H3O = HBO2 + H2O | |
| EI(mmol) | 1 0,1V 1 / |
| EF | 1-x 0,1V-x 1+x / |
Je ne comprends pas pourquoi à l'état initial on a 0,1V moles de H3O+ puisqu'on nous dit que la concentration en H3O+ est de 0,1 mol/L.
Ensuite, il y a écrit à l'équivalence que 1=0,1Ve mais je ne vois pas non plus d'où sort cette relation.
Il y a aussi écrit :
avant l'équivalence, H3O+ est en défaut donc on a la RP :
HBO2 + BO2- = HBO2 + BO2- et on a x=0,1V mais je ne comprends pas comment on sait que x=0,1V avant l'équivalence.
J'ai le même problème après l'équivalence puisqu'on nous dit que x=0,1 mais je ne vois pas d'où ça vient.
On nous dit aussi qu'après l'équivalence on a pH=-log((0,1V-1)/(V+10)). Est-ce que le "10" au dénominateur correspond bien au volume équivalent ?
Merci d'avance pour vos explications
Bonjour
Je suppose qu'il s'agit d'une faute de frappe dans l'écriture de l'équation bilan ("=" à la place de "+"). Dans ces conditions, la solution est un mélange équimolaire d'un acide faible et de sa base conjuguée également faible. Dans ces conditions, on peut poser en bonne approximation : pH=pKa dans la mesure où ce pKa est suffisamment éloigné de la valeur 7 pour que l'autoprotolyse de l'eau soit d'influence négligeable.
Pour la 2, c'est un peu comme si tu dosais une solution de base faible par un acide fort mais en partant d'une situation initiale correspondant à la demie équivalence. Pour tracer la courbe pH=f(V) il faut faire trois études successives :
V<Ve
V=Ve
V>Ve.
Attention aux calculs : la dissolution d'une mole de borax produit deux moles d'acide faible et deux moles de sa base conjuguée, ce que prend en compte ton corrigé.
Pour la 1 : j'ai bien compris comment trouver le pH, j'aimerais juste qu'on m'explique ce que je n'ai pas compris, c'est-à-dire ce qui concerne la quantité de matière à trouver (cf mon premier message)
Pour la 2 : Je sais qu'il faut faire 3 études successives mais j'aimerais bien que tu m'expliques les différents points que je n'ai pas compris et qui sont indiqué dans mon premier message s'il-te-plaît
As-tu bien lu le dernier paragraphe de mon précédent message ? J'ai l'impression que l'essentiel de tes difficultés provient du fait suivant : tu n'as pas bien tenu compte de l'équation bilan selon laquelle la dissolution de 0,05mol de borax par litre de solution produit 0,1 mol/L de HBO2 et 0,1mol/L de BO2-.
Pour la suite, les concentrations sont exprimées en mol/L, les volumes en mL, les produits (concentration x volume) étant ainsi en mmol. Si cela te gênes, utilisent les unités usuelles en chimie. Concernant le tableau d'avancement, les notations EI et EF sont parfois ambiguës... EI correspond aux quantités introduites par litre quand V < Ve avec Ve=10mL ; EF correspond aux quantités présentes à l'équilibre compte tenu du fait que les ions oxonium réagissent de façon totale (c'est pour cela que ton corrigé écrit que l'avancement est égal à la quantité d'ions oxonium introduite). Voici le tableau d'avancement rempli pour V<Ve, les volumes étant mesurés en litres.
| Espèces chimiques | BO2- | H3O+ | HBO2 | H2O |
| Quantités introduites (mol) | CoVo=10-3 | CaV=0,1.V | CoVo=10-3 | excès |
| Quantités à l'équilibre (mol) | CoVo-CaV=10-3-0,1V |   0 | CoVo+CaV=10-3+0,1V | Excès |
Bien sûr :
Après l'équivalence, la base faible est devenue ultraminoritaire. La quantité d'ions oxonium restante est égale à la quantité d'ions oxonium ajoutée après l'équivalence.
Pour V > Ve :
| Espèces chimiques | BO2- | H3O+ | HBO2 | H2O |
| Quantités introduites (mol) | CoVo=10-3 | CaV=0,1.V | CoVo=10-3 | excès |
| Quantités à l'équilibre (mol) | '0 | CaV-CoVo=0,1.V-10-3 | 2CoVo-'2.10-3 | Excès |
Ces courbes pourront peut-être t'aider. A la classique courbe pH=f(V), j'ai ajouté les courbes correspondant aux variations en fonction de V de la quantité d'acide HBO2 (rouge), de la quantité d'ions BO2- (vert) et de la quantité d'ions oxonium (magenta). J'ai préféré visualiser les quantités plutôt que les concentrations car l'influence de la dilution est très importante : le volume total (Vo+V) varie de 10mL à 25mL...
Remarque : le logiciel laisse l'acide sous forme monohydraté et le note (HBO2,H2O) soit B(OH)3
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