Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Exo - pH
Bonjour,
Je n'arrive pas à résoudre cet exercice :
"Soit un acide HA qui a un Ka de 10-0.3 =0.5 . Si on dissout 2 moles de cet acide dans deux litre d'eau, la [H3O+] à l'équilibre vaut : a) 0,3 M b) 0,5 M c) 1 M d) 2 M e) 4 M"
La réponse étant 0,5 M.
J'ai d'abord pensé que le Ka de l'acide était juste en dessous de celui du premier acide fort H3O+ (Ka = 55,5) et donc que l'acide se dissocierait presque complètement => Alors Cini HA ~[H3O+].
Cini HA = n / V = 2/2 = 1M (ma réponse est fausse puisque j'ai le double de la réponse).
J'ai ensuite appliqué la formule de pH d'un acide faible (en me disant que mon raisonnement précédent était surement faux) pour extraire [H3O+] :
pH = 0,5 pKa - 0,5 log CHA
= (0,5 * - log 0,5) - 0,5*1
= 0,15
pH = -log [H3O+] = 0,15
<=> [H3O+] = 10-0,15
= 0,71 M (toujours pas la bonne réponse)
J'ai même finalement fait un tableau de quantité de matières et je n'ai toujours pas la bonne réponse.
HA + H2O --> H3O+ + A-
ni(mol) 2 0 0
nr(mol) -x +x +x
nf(mol) 2-x x x
Ka = 0,5 = ( [H3O+] * [A-] ) / [HA] = x² / (2-x)
0,5*(2-x) = x²
0 = x² + 0,5x - 1
Delta = b² - 4ac = 0,5² - (4*1*-1) = 4,25
x1 = (-b + ) / 2a = (-0,5 +
) /2= 0 ,78
x2 = (-b - ) / 2a = (-0,5 -
) /2 = -1.28 (valeur négative sans sens en chimie)
Puisque x1 = n H3O+ alors
C H3O+ = n/v = 0.78 / 2 = 0,39 (toujours incorrect)
Pouvez-vous me dire en quoi est-ce que je me trompe dans mon raisonnement pour les deux premières méthodes et qu'est ce qui est faux dans le tableau ? J'ai l'impression d'avoir tout mélangé depuis que je suis arrivé au chapitre des pH...
Merci d'avance pour votre aide
Bonjour
le pKa du couple auquel appartient le premier acide vaut 0,3. Un tel pKa correspond à un acide faaible mais donc la force est à peine plus faible que celle d'un acide fort. En pratique, cet acide va se comporter comme un acide fort. Ton raisonnement est donc correct mais je ne comprends pas la multiplication par deux !
Bonjour,
Pour la 1 et la 2, vous faites des approximations, donc une fois le calcul fait il faut vérifier celles-ci :
- totalement dissocié : zone de prédominance de A- : pH<0.5 ?
- faiblement dissocié zone de prédominance de HA : pH>0.5 ? Dans ce deuxième cas on est trop près de la limite (je ne sais si vous avez vu les marges nécessaires ?). D'autre part, il y a une erreur dans votre calcul numérique.
Pour la troisième méthode vous avez oublié le passage quantité de matière -> concentration
La formule que tu commences par appliquer n'est valide qu'à deux conditions :
1° : l'influence de l'autoprotolyse est négligeable : cela suppose pH<6,5
2° : l'acide est très peu dissocié dans l'eau, cela suppose un pH inférieur à (pKa-1)
Si la proposition 1 est vérifiée, la seconde ne l'est évidemment pas, ce qui était prévisible, comme expliqué dans mon premier message compte tenu de la valeur du pKa de très peu supérieure à 0.
Tu peux remplir un tableau d'avancement en raisonnant directement sur les concentrations et les quantités introduites par litre. Ici, la quantité d'acide introduite par litre est c=1mol/L. Tu peux raisonner directement sur l'avancement volumique : quantité d'acide réagissant sur l'eau par litre de solution. Je te laisse revoir ton tableau d'avancement. En posant h=[H30+]
tu devrais réussir à montrer :
Merci à tous les deux pour votre réponse.
Pour la troisième méthode, je viens de faire un tableau de concentration comme vous me l'avez suggéré Vanoise (au lieu des quantité de matières) et je tombe sur la bonne réponse mais pourquoi n'était ce pas le cas avec le tableau de quantités de matières ?
Je ne comprends pas car à la fin du tableau de quantité de matières j'avais tout de même utiliser mon x qui représentait nH3O+ dans la formule CH3O+ = nH3O+ / Vsolution.
Pourquoi est-ce que j'obtiens [H3O+] = 1M avec le premier tableau (de n) et [H3O+] = 0,5 M avec le deuxième ?
(Pour répondre à gts2, malheureusement il n'y a pas de notions théoriques sur les marges dans mon cours mais je me rappelle maintenant que vous m'aviez parlé de la limite de pKa -1 (je vais reprendre cette note en travaillant le reste de mes exercices).
Merci d'avance
Ton tableau d'avancement en mole est correct mais, avant d'utiliser l'expression de Ka, il faut déterminer chaque concentration en divisant chaque quantité par le volume : V=2L.
Annuler
connectez vous