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étude de la vitamine C
l'acide ascorbique, de formule brute C6H8O6, sera désigné par HA dans la suite de l'exercice.
Dans cette étude, on envisage la réaction très rapide entre une solution aqueuse d'acide ascorbique de concentration molaire en soluté apporté CA = 1,00 10-2 mol.L-1 et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire en soluté apporté CB = 2,00 10-2 mol.L-1. Le volume initial de la solution aqueuse d'acide ascorbique est VA = 20,0 mL et on note VB le volume de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium versée.
1. Ecrire l'équation traduisant cette réaction.
- On étudie le mélange, à 25°C, lorsque l'on a versé VB = 5,0 mL de solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. Le pH du mélange est alors égal à 4,0. En déduire la concentration en ions oxonium H3O+ dans ce mélange.
Calculer la concentration en ions hydroxyde dans ce mélange. En déduire la quantité nf(HO-) d'ions hydroxyde présents à l'état final dans ce mélange. On donne le produit ionique de l'eau à 25°C : Ke = 1,0 10-14.
Réaliser le tableau 1 descriptif de la réaction chimique entre l'acide ascorbique et les ions hydroxyde. En déduire la valeur numérique de l'avancement final xf.
Mon problème est la dernière question j'ai fait le tableau d'avancement mai je n'arrive pas à déterminer xf
| équat° | . | HA + | HO-= | A- | + H2O |
| état initial | 0 | CA VA | CBVB | 0 | beaucoup |
| état final | xf | CAVA-xf | CBVB-xf | xf | beaucoup |
Bonsoir,
Quelques questions pour trouver (il faut indiquer le calcul littérale) :
* Concentration en ion oxonium : ...
* On en déduit la concentration en ion hydroxyde : ... (en utilisant le Ke)
* Pour le tableau, se poser la question "quel est le réactif limitant ?"
NB - C'est un virus chez les lycéens 
... On ne dit pas beaucoup ! mais en "excès" ou "/", "beaucoup" ce n'est pas scientifique.
-Concentration en ion oxonium:
On sait que : pH = -log [H3O+]
[H3O+]= 10-pH
d'où: [H3O+]= 1,010-4 mol/L
-Concentration en ions hydroxyde:
On sait que Ke= [H3O+]éq[HO-]éq
[HO-]éq= 1,010-10 mol/L
-Pour nf(HO-):
On sait que n= CV
Or ici V= Vtotal, c'est-à-dire: Vtotal= VA+VB
d'où: nf(HO-)= [HO-]éq (VA+VB)= 2,510-12mol
Et pour le réactif limitant je n'en ai aucune idée, j'ai toujours un problème, avec le volume que je dois choisir avec VB, est-ce que je dois prendre le mélange dans son ensemble et prendre Vtotal, ou seulement les 5mL de l'énoncé.
Et puis la recherche du réactif limitant n'implique-t'elle pas que la réaction soit totale, ce qui ne m'ai pas indiqué?
Effectivement, rechercher le réactif limitant implique que la réaction est totale. Mais finalement dans la question "Qui est le réactif limitant ?", il faut sous entendre 3 réponses : HA, OH- OU Aucun.
Enfin en tout cas mon enseignante de terminale voyait les choses comme ça, je ne sais pas ce qu'il en est de nos jours .
Bref, reprenons, tout d'abord, les réponses indiquées dans ton message me semble bonnes !
Donc si l'on récapitule un peu :
État initial :
- SOLUTION A d'hydroxyde : 5 mL (VB) d'une solution à la concentration CB = 2,0.10-2 M. D'où ninit(OH-) = 1.10-4 M
- SOLUTION B d'acide ascorbique : 20 mL (VA) d'une solution à la concentration CA = 1,0.10-2 M. D'où ninit(HA) = 2.10-4 M
** A ce stade pas de mélange, ou en tout cas rien a réagit.
État final :
** On mélange les deux solutions, le pH se stabilise à 4, on en déduit les informations suivantes :
- [H3O+]f,eq = 1.10-4 M
- [OH-]f,eq = Ke/[H3O+] = 1.10-10 M
-> NB Volume de solution : V = Va+Vb
Un peut de réflexion littérale maintenant :
nf,eq(OH-) = ninit(OH-) - xeq = [OH-]f,eq/Vsolution
Or Vsolution = Va+Vb = V Donc oui c'est bien le volume total, celui de la solution finale. Il faut penser que l'on a trouvé la concentration d'hydroxyde finale dans la solution de volume V = 25 mL. Donc la quantité de matière finale (que l'on s'acharne à vous faire appeler "État d'équilibre") c'est aussi celle dans cette solution de 25 mL !
A partir de tout ça, tu connais ninit(OH-), et nf,eq(OH-), donc tu peux aisément trouver xeq.
Attention erreur : nf,eq(OH-) = ninit(OH-) - xeq = [OH-]f,eqVsolution pas divisé, se serait aberrant sinon (n=CV !!!) ! 
Ce que je ne comprend pas, c'est quand tu dis:
Or Vsolution = Va+Vb = V Donc oui c'est bien le volume total, celui de la solution finale. Il faut penser que l'on a trouvé la concentration d'hydroxyde finale dans la solution de volume V = 25 mL. Donc la quantité de matière finale (que l'on s'acharne à vous faire appeler "État d'équilibre") c'est aussi celle dans cette solution de 25 mL !
Car à l'Etat final dans mon tableau d'avancement, à l'état final, j'ai mis pour l'hydrxyde: CB
VB-xf
donc normalement le VB=5mL, et c'est ça tout mon problème je vois pas le liens qu'il y a entre VB et Vsolution, car ce dernier n'intervient pas dans le tableau d'avancement!
Car à l'Etat final dans mon tableau d'avancement, à l'état final, j'ai mis pour l'hydrxyde: CBVB-xf
donc normalement le VB=5mL, et c'est ça tout mon problème je vois pas le liens qu'il y a entre VB et Vsolution, car ce dernier n'intervient pas dans le tableau d'avancement!
Où est le problème ? Je ne remplace pas VB par Vsolution ... loin de là, ce serait une grosse erreur.
Reprenons la ligne de détermination de xeq : nf,eq(OH-) = ninit(OH-) - xeq
Là dedans, on a :
* ninit(OH-) = [OH-]initVB où [OH-]init = CB (en fin de compte CB c'est la concentration initiale en hydroxyde).
* nf,eq(OH-) = [OH-]f,eqVsolution
La concentration en hydroxyde finale, on la détermine à partir du pH de la solution finale ... de volume Vsolution, donc pour obtenir la quantité de matière finale en hydroxyde il faut utiliser la concentration trouvée au fil de l'exercice et le volume de la solution finale soit Vsolution .
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