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dosage du sulfate de zinc

Posté par
jolu
04-03-16 à 16:26

bonjour a tous!

je bloque sur une question de mon dm.. la voici:

Quel volume Va de solution de H2SO4 à ca=1 mol.L?-1 faut-il ajouter aux V0 = 100 mL
de la solution de sulfate de zinc pour obtenir un pH de 2. On note S la solution ainsi
obtenue (on considérera que le pH de la solution de sulfate de zinc au départ est de 6,
correspondant au pH de l?eau distillée et donc que le zinc se trouve uniquement sous forme
Zn2+).
on me donne en plus que HSO4?/SO42? : pKa = 2,0

je suis parti sur le fait que H2SO4  était un acide fort donc il était converti totalement en HSO4.

ensuite je me suis dit que pH=pKa- log\frac{[HSO_4]}{[SO_4^2-]}
mais comme pH=pka, à la fin je me retrouve avec [HSO_4] = [SO_4^2-]
mais je ne comprends pas comment trouver le volume

merci d'avance de votre aide!

***Niveau mis en accord avec le profil, si ce n'est pas correct, merci de mettre à jour ton profil***

Posté par
iamat
re : dosage du sulfate de zinc 04-03-16 à 16:42

Salut,

Quelle est la quantité de matière de SO4 initiale en solution?
Il faut verser la même quantité de H2SO4 pour obtenir [HSO4]=[SO4]

Posté par
jolu
re : dosage du sulfate de zinc 04-03-16 à 16:53

je ne connais pas la quantité initiale de SO4
et je ne peux pas utiliser la formule : pH=pKa-log HSO4/ SO4 pour le savoir car nous ne connaissons pas la quantité initiale de HSO4 (et s'il n'y en a pas initialement nous aurions  log(0) )

Posté par
iamat
re : dosage du sulfate de zinc 04-03-16 à 17:38

oui pardon

mais vu que tu sais que pHo=6 on peut connaître [HSO4]o/ [SO4]o

6=2-log[HSO4]o/ [SO4]o

Donc [HSO4]o/ [SO4]o =10^-4

pHa=1 (1mol/L)
Donc  [HSO4]a/ [SO4]a =10

pHf=2
Donc  [HSO4]f/ [SO4]f =1

Si on avait Co de [Zn2+], on aurait [SO4]o, tu es sûr de ne pas avoir cette info?

Posté par
jolu
re : dosage du sulfate de zinc 04-03-16 à 18:21

dans une autre partie on a SO4= 0.1 mol/L
normalement les parties sont indépendantes,
mais si on reprend l'énoncé avec cette concentration alors il faudrait ajouter 10mL de H2SO4

merci beaucoup de ton aide!

Posté par
iamat
re : dosage du sulfate de zinc 07-03-16 à 12:14

Salut,

Le problème c'est que la solution d'acide est dissociée   [HSO4]a/ [SO4]a =10 donc tu ajoutes à nouveau du SO4 2-.
En ajoutant 0.01 mol d'acide tu ajoutes:
10/11*0.01 mol de HSO4 et 0.01/11 mol de SO4

L'écart est donc de 2/11 mol entre HSO4 et SO4 (dans le mélanges entre les 100ml de solution ini + les 10 ml de  solution acide).

Si tu ajoutes à chaque fois la quantité d'acide pour compenser l'écart précedent tu vois qu'on obtiens une suite géométrique de raison 2/11

en utilisant la formule de somme des suites géométriques
(1-(2/11)^n)/(1-2/11) = 11/9 quand n tend vers +oo

il faut donc verser 11/9*10ml= 12,2 ml pour obtenir le pH de 2

Posté par
iamat
re : dosage du sulfate de zinc 07-03-16 à 17:24

L'écart est donc de 0.02/11 mol entre HSO4 et SO4 (dans le mélanges entre les 100ml de solution ini + les 10 ml de  solution acide).

Posté par
vanoise
re : dosage du sulfate de zinc 07-03-16 à 19:08

Bonsoir,
Comme l'a déjà fait remarquer iamat, je pense que cet exercice ne peut être traité que si la concentration initiale  en sulfate de zinc est fournie.
L'indication "pH voisin de 6" pour la solution de sulfate de zinc est là seulement pour préciser qu'aucun précipité d'hydroxyde de zinc n'intervient.
On peut assez facilement montrer que l'addition de 4mL d'acide sulfurique à 1mol/L à 100mL de solution de sulfate de zinc à 0,1mol/L conduit à un pH de 2.
Comme cela a déjà été dit, il faut écrire l'égalité des concentrations  en ions sulfate et ions hydrogénosulfate puis la conservation de l'élément soufre ainsi que la relation d'électroneûtralité.

Posté par
vanoise
re : dosage du sulfate de zinc 07-03-16 à 19:54

Complément à mon message précédent :
on obtient le même résultat en considérant comme réaction prépondérante :

H_{3}O^{+}+SO_{4}^{2-}=H_{2}O+HSO_{4}^{-}
et en remplissant un tableau d'avancement...



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