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Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau

Posté par
athrun 01-03-10 à 11:01

Bonjour,

pouvez-vous m'aider sur la première question de cette exercice siouplaît ^^

Citation :

On prépare une solution S en mélangeant 25 mL d'une solution d'acide méthanoïque de concentration molaire 0,20 mol/L avec 25 mL d'une solution de méthanoate de sodium de concentration molaire 0,1 mol/L.
La mesure du pH de cette solution conduit à pHS=3,5. De plus, HCOOH(aq)/HCOO-(aq) : pKa = 3,8.

Question :
Montrer que pour la solution S ainsi obtenue, tout se passe comme si les entités acidobasiques introduites dans les diverses solutions ayant servi à préparer ce mélange n'avaient pas réagi avec l'eau.


J'ai fait ça pour le moment :




En considérant que les espèces acidobasiques réagissent avec l'eau :

ᴢᴢᴢ

\rm{{HCOOH}_{(aq)}+H_2O={{HCOO}^-}_{(aq)}+{H_3O^+}_{(aq)}}    (a)

\rm{K_a=\frac{{[HCOO^-]}_{eq}.{[H_3O^+]}_{eq}}{{[HCOOH]}_{eq}}}

\blue\rm{\fbox{K_a=10^{-pK_a}=1,6.10^{-4}}}

ᴢᴢᴢ

\rm{{HCOO^-}_{(aq)}+H_2O={HCOOH}_{(aq)}+{HO^-}_{(aq)}}    (b)

\rm{K_b=\frac{{[HCOOH]}_{eq}.{[HO^-]}_{eq}}{{[HCOO^-]}_{eq}}\times\frac{{[H_3O^+]}_{eq}}{{[H_3O^+]}_{eq}}}

\blue\rm{\fbox{K_b=\frac{K_e}{K_a}=6,3.10^{-11}}}


En considérant que les espèces acidobasiques ne réagissent pas avec l'eau :

\rm{{HCOOH}_{(aq)}+{HCOO^-}_{(aq)}={HCOO^-}_{(aq)}+{HCOOH}_{(aq)}}    (c)

\blue\rm{\fbox{K_c=1}}

________

Voilà j'ai fait ça parce que j'ai vu sur Internet qu'il y avait une histoire de réaction prépondérante ... ici \rm{K_c} est la plus grande constante de réaction donc la réaction c serait celle prépondérante et donc les espèces acidobasiques ne réagiraient pas avec l'eau ... enfin ça me semble bizarre je ne suis pas sûr du tout de comment faire :-/

Merci de votre aide

Posté par
gbm Webmasterre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 11:48

Salut Thomas

il faut se souvenir d'une règle : la base la plus forte réagit avec l'acide le plus faible. Cela se vérifie avec la règle du gamma :

Montrer que des espèces n\'ont pas réagi avec l\'eau

soit A1H + A2- = A1- + A2H

de constante d'acidité K = Ka1/Ka2

sauf erreur

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 12:06

Salut Guillaume

sa va ?

merci pour ta réponse ^^

la base forte ici c'est \rm{HCOO^-} et l'acide faible c'est \rm{HCOOH} non ?

donc la réaction (c) est la bonne

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 16:41

(A propos je trouve pour chacune des solutions que le pH initial est égal au pH à l'équilibre)

Posté par
gbm Webmasterre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 17:17

Si on trouve le même pH c'est qu'il n'y a pas eu de réaction avec l'eau.

En effet, un acide et une base d'un même couple ne peuvent réagir ...

Posté par
gbm Webmasterre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 17:27

Citation :
sa va ?


Excuse-moi je n'avais pas vu ...

Ecoute, ça va plutôt bien. Pendant les vacances, on peut réviser et SURTOUT se reposer !



Profitons-en car aux prochaines vacances ce sera les révisions ...

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 01-03-10 à 19:13

Ouais, et les concours approchent pour toi, à moins qu'ils n'aient déjà eu lieu ?

Moi je suis plutôt en petites vacances jusqu'à Octobre en fait ... c'est-à-dire les rentrées de prépa.

Le deuxième trimestre est bientôt terminé, je l'ai assuré

donc là il reste le BAC .. mais bon on se comprend c'est pas non plus grand chose

voilà voilà

merci pour tes réponses d'ailleurs, et à propos de cela, comment distingue t-on une base forte, faible ? ou un acide fort, faible ? ça se voit comme ça ou c'est une question de savoir ?

merci

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 02-03-10 à 09:15

Voici ma justification :


\rm{pH=pK_a+log(\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}}) \\ log(\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}})=pH-pK_a \\ log(\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}})=3,5-3,8 \\ log(\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}})=-0,3 \\ \frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}}=10^{-0,3} \\ \fbox{\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}}=\frac{1}{2}}}

\rm{[HCOO^-]_i=\frac{c_2v_2}{v_1+v_2}=\frac{1}{20}mol/L \\ [HCOOH]_i=\frac{c_1v_1}{v_1+v_2}=\frac{1}{10}mol/L \\ \fbox{\frac{[HCOO^-]_i}{[HCOOH]_i}=\frac{1}{2}}}

d'où :

4$\blue\rm{\fbox{\frac{[HCOO^-]_i}{[HCOOH]_i}=\frac{[HCOO^-]_{eq}}{[HCOOH]_{eq}}}}

De plus de l'état initial à l'état d'équilibre, il n'y a eu aucun apport extérieur au système, on déduit donc :

2$\rm{\left\{ \\ \begin{array}{ll} \\ [HCOO^-]_i=[HCOO^-]_{eq}\\ \\ [HCOOH]_i=[HCOOH]_{eq} \\ \end{array} \\ \right.}

Le système est donc, initialement, déjà à l'état d'équilibre, on peut donc dire que c'est comme si les entités acidobasiques introduites n'avaient pas réagi avec l'eau.

Posté par
gbm Webmasterre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 02-03-10 à 10:28

Je ne sais pas s'il était nécessaire de faire cette justification très complète


Plus le pKa est faible, plus l'acide est fort.
Il ne faut pas oublier qu'un acide fort se dissocie toalement avec l'eau (réaction totale).

Il est bon de retenir quelques exemples comme l'acide chlorhydrique, surfurique et nitrique.


Citation :
Ouais, et les concours approchent pour toi, à moins qu'ils n'aient déjà eu lieu ?

Ils ont déjà eu lieu l'année dernière sauf que je n'avais pas obtenu l'école que je souhaitais.
Je retente donc cette année en croisant les doigts.


Citation :
Moi je suis plutôt en petites vacances jusqu'à Octobre en fait ... c'est-à-dire les rentrées de prépa.

Plutôt septembre tu veux dire (mois où il faudra s'accrocher).
Simple couriosité, tu comptes aller dans quelle filière ?

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 02-03-10 à 10:47

Je te souhaite d'obtenir l'école que tu veux cette année alors

merci pour les tips, je me suis lu la fiche d'ailleurs qui portait dessus (j'ai appris hier ce qu'était un acide/base fort(e) ) ^^

Oui Septembre alors (il me semblait que c'était en Octobre)

Je pense faire une MPSI parce que j'aime vraiment beaucoup les maths, mais je vais mettre quelques PCSI dans les prépas où j'aimerais particulièrement aller car maths / physique / chimie sont vraiment les matières que j'affectionne le plus.

Posté par
gbm Webmasterre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 02-03-10 à 10:52

Dans ce cas, la MPSI me semble appropriée.

En tout cas, il faudra s'accrocher ! Quand on arrive en septembre, bacheliers et sûrs de nou-même, on déchante vite les premières semaines.

De toute façon, on aura l'occasion d'en discuter d'ici-là si besoin est

Posté par
athrunre : Montrer que des espèces n'ont pas réagi avec l'eau 02-03-10 à 11:03

Ouais

je pense pas être sûr de moi-même car j'ai eu l'occasion d'avoir quelques avants-goûts sur le travail traité en prépa scientifique ...... à des années lumières de ce qu'on fait au lycée.

Mais bon c'est sûr que je vais devoir m'accrocher


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