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Notions d'acide fort et base forte n°2

Posté par
beugg 15-03-17 à 09:57

Bonjour

J'aurais besoin d'aide pour cet exercice.
L'énoncé :

Toutes les solutions sont étudiées à 25°C
1. Une solution S1 de dihydroxyde de magnésium Mg(OH)2 a un pH = 12.
a) Quelles sont les concentrations des espèces chimiques présentes dans la solution S1
b) Quelle masse de Mg(OH)2 trouve t-on dans 2 L de cette solution ?
2. Une solution S2 d'acide chlorhydrique a un pH =3,7
a) Quelles sont les concentrations des espèces chimiques présentes dans S2
b) Quel volume de chlorure d'hydrogène a-t-on dissous dans l'eau pour préparer 500 mL de la solution S2 ?
3. On dilue 1000 fois la solution S2 pour obtenir une solution S'2.
a) Quelles sont les concentrations des espèces chimiques présentes dans S'2 ?
b) Quelle est la valeur du pH de la solution S'2 ?
4. Une solution S3 est préparée en mélangeant V1=600mL de S1,V2= 400mL de S2 et V= 300mL d'une solution de chlorure de magnésium MgCl2 de concentration C = 10-1 mol/L.
a) Calculer les concentrations des ions Mg2+ et Cl- dans S3.
b) La solution S3 est-elle acide ,basique ou neutre ?
c) Calculer son pH .
5. On mélange un volume V'1 de S1 avec un volume V'2 de S2 de telle sorte que l'on obtienne une solution finale S de volume V'= 300mL et de pH = 11,5 .Calculer V'1 et V'2.
On donne : volume molaire gazeux V0= 24 L/mol

Merci de me guider à faire cet exercice

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 15-03-17 à 13:30

Salut beugg.

Comme d'habitude, poste tes propositions et on verra ce qui ne va pas.

Quelques pistes...
équation de la réaction
définition du pH
produit ionique de l'eau
conservation de la matière...

A plus.

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 16-03-17 à 00:54

Bonsoir Picard

Voici mes réponses :

1. a)

Mg(OH)2--> Mg2+ +2OH-

[H3O+]= 10-12

[OH-]= Ke/[H3O+]

[OH-]= 0,01 mol/L

[Mg2+]= [OH-]/2

[Mg2+]= 0,05 mol/L

b)

m= [Mg2+]*V*M1

m(Mg(OH)2)= 0,05*2*58= 5,8 g

2. a)

HCl + H2O --> H3O+ +Cl-

[H3O+]= 2.10-4 mol/L
[H3O+]= [Cl-]

b)

V/V0= [H3O+]* VS

V(HCl)= 2,4.10-3 L

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 16-03-17 à 08:21




Continue comme ça !

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 16-03-17 à 19:21

OK

3. a

On a VS'2= 1000*V(HCl)= 2,4 L

Mais avec l'autoprotolyse de l'eau:

2H2O --> H3O+ +OH-

On peut déduire [H3O+]= [OH-]=>

[H3O+]= Ke/2

C'est bon ?

Merci

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 16-03-17 à 22:56

4.a)

n(Mg2+)total= n(Cl-)total= 0,06 mol

Or [Cl-]= 0,06/1,3 ;par conséquent,

[Cl-]= [Mg2+]=46.10-3 mol/L

4.b)

pH= -logCf

n3= n1+n2+ n= 0,18 mol

Cf= n3/V3.   ==>

pH= 1,9 qui est inférieur à 7

Donc la solution S3 est acide

c) pH= 1,9

C'est bon ?

Merci

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 16-03-17 à 23:01

5.

Ici on a essayé d'établir un système mais on n'arrive pas

V'1+ V'2= V'

n'1+n'2= n'

Or n' = Cf *V'. ?

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 17-03-17 à 12:30

Citation :
3. a On a VS'2= 1000*V(HCl)= 2,4 L
Non,ça ne va pas.

Quand on dit qu'on dilue 1000 fois la solution S2, pour obtenir la solution S'2, cela signifie que C(S'2) = C(S2) / 1000.

Attention, on va alors obtenir une solution d'acide chlorhydrique TRES diluée et il faudra tenir compte non seulement des ions H3O+ libérés par la réaction de HCl avec l'eau, mais aussi de ceux qui proviennent de l'autoprotolyse de l'eau.

Revois entièrement cette question.

Je regarde la suite dans un moment.

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 17-03-17 à 13:44

Citation :
n(Mg2+)total= n(Cl-)total= 0,06 mol
Ce n'est pas ce que j'obtiens pour les ions Mg2+.

n(Mg2+)S3 = n(Mg2+)S1 + n(Mg2+)S

soit, numériquement :
n(Mg2+)S3 = V1 C1 + V C = (0.6 5 10-3) + (0.3 10-1) = 3.3 10-2 mol

et donc [Mg2+]S3 = 3.3 10-2 / 1.3 = 2.54 10-2 mol.L-1


Citation :
4.b) pH= -logCf

n3= n1+n2+ n= 0,18 mol

Cf= n3/V3.   ==>

pH= 1,9 qui est inférieur à 7

Donc la solution S3 est acide
Non, ça ne va pas non plus...
La solution S1 apporte des ions OH-, la solution S2 apporte des ions H3O+ ; ces ions réagissent ensemble selon la réaction : H3O+ + OH- 2 H2O

Tu dois déterminer la quantité de OH- apporté par S1 ainsi que la quantité de  H3O+  apporté par S2 ; puis, il faudra déduire la quantité de celui des deux ions qui est en excès avant de déduire le pH.


Même type de raisonnement, mais dans l'autre sens pour la dernière question.

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 22-03-17 à 19:57

Bonjour picard

OK je reprends la question 3

a)

On a :

2H2O --> H3O+ + OH-

HCl + H2O --> H3O+ + Cl-

C2'= [Cl-]= [OH-]= 2.10-7 mol/L

[H3O+]S'2 = 4.10-7 mol/L

b)
pH= -logC'2= 6,7

C'est bon ?

Merci

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 22-03-17 à 21:45

4.a) Oui effectivement, on a rectifié

Ensuite  [Cl-]S3= 0,023 mol /L.

4. b) Ici ,je comprends mieux
Donc
n(OH-)/ 2 = 3. 10-3  

n(H3O+)/1= 8.10-15 ==>

OH- est en excès

Alors S3 est basique .

4. c)

pH = -log[OH-]

pH= 2 ?

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 22-03-17 à 23:30

5.

n(OH-)S1+ n(H3O+)S2= nS

C'est ce qui nous permet d'écrire :

0,01V'1 +2.10-4V'2= 9,6.10-4

V'1+ V'2= 0,5

Alors on a :

V'1= 87,8mL

V'2= 410 mL

Tout ceci est-il correct ?

Merci d'avance

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 23-03-17 à 14:21

Citation :
je reprends la question 3
a) On a :

2H2O --> H3O+ + OH- (réaction 1 )

HCl + H2O --> H3O+ + Cl- (réaction 2 )

C2'= [Cl-]= [OH-]= 2.10-7 mol/L

[H3O+]S'2 = 4.10-7 mol/L

Tu ne peux pas écrire : [H3O+]S'2 = 4.10-7 mol/L, car les deux réactions (R 1 et R 2), n'apportent pas la même quantité d'ions H3O+

On a plutôt : n(H3O+)total  = n(H3O+]S2 +  n(H3O+)eau
Soit : n(H3O+)total  = 2 10-7 + 10-7 = 3 10-7 mol et donc : [H3O+]total = 3 10-7 mol/L
pH (S'2) = 6.5



Citation :
4. b) Ici ,je comprends mieux
Donc
n(OH-)/ 2 = 3. 10-3 mol  

n(H3O+)/1= 8.10-15 mol==>

OH- est en excès

Alors S3 est basique .
Attention, tu as du faire une erreur de frappe : n(H3O+)/1= 8 10-5 mol (et non 10-15)


Citation :
4. c)

pH = -log[OH-]
Horreur !!!

On a apporté dans S3 :     n(H3O+)/1= 8 10-5 mol
et     n(OH-) = 6 10-3 mol

Après réaction entre ces deux espèces, il reste : n(OH-) = 6 10-3 - 8 10-5 5.9 10-3 mol.

Calcule la concentration des ions OH- dans la solution S3, puis passe par le produit ionique pour déduire la concentration en ion H3O+ et enfin le pH.

Sauf erreur de ma part, on trouve pH 11.7



Citation :
5.

n(OH-)S1+ n(H3O+)S2= nS
NON !
On ne peut pas ajouter les quantités de matière des ces deux espèces puisqu'elles réagissent l'une avec l'autre selon :      H3O+ + OH- 2 H2O

Le pH final étant basique, c'est que OH- a été apporté en excès et donc :
n(OH-)final = n(OH-)S1 - n(H3O+)S2

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 24-03-17 à 12:51

Bonjour picard

J'ai fait des erreurs et j'avais mal compris !

Q3,

J'ai compris sauf cette égalité directe  : [H3O+]total= n(H3O+)total

4.b)

De même ,pour trouver pH =11,7 , on passe par

[H3O+] = Ke/ [OH-] avec [OH-]= n(OH-)S1= 6.10-3 mol/L

5.

Donc [OH-]final*V= [OH-]1*V'1 -[H3O+]2*V'2

Or [OH-]final= 10-14/ 10-11,5 ==>

0,01V'1-2.10-4V'2= 1,6.10-3

V'1+ V'2= 0,5


V'1= 0,33 L

V'2= 0,16 L

Merci d'avance

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 24-03-17 à 14:34

Citation :
Q3,
J'ai compris sauf cette égalité directe  : [H3O+]total= n(H3O+)total
Non, la concentration n'est pas égale au nombre de mole, les unités sont différentes.
J'ai écrit : n(H3O+)total = 3 10-7 mol et [H3O+]total = 3 10-7 mol.L-1


Citation :
Q4 b
[OH-]= n(OH-)S1= 6.10-3 mol/L
Même erreur...
n(OH-) = 6 10-2 - 8 10-5 = 5.92 10-3 mol
[OH-] = n(OH-)  / Vtotal    et   Vtotal = 0.6 + 0.4 +0.3 = 1.3 L

  [OH-] = 4.55 10-3 mol.L-1

  [H3O+] = Ke / [OH-] = 2.19 10-2 mol.L-1      et finalement pH = -log [H3O+] = 11.66 11.7


Citation :
Q5   Donc [OH-]final*V= [OH-]1*V'1 -[H3O+]2*V'2

Or [OH-]final= 10-14/ 10-11,5 ==>

0,01V'1-2.10-4V'2= 1,6.10-3

V'1+ V'2= 0,5
Ca commence très bien, mais beugg l'étourdi s'est encore pris les pieds dans ses calculs !!!

1° erreur : 10-14 / 10-11.5 = 3.16 10-3 mol.L-1 (et non 1.6 10-3 mol.L-1)...

2° erreur : V'1 + V'2 0.5 L, d'après l'énoncé que tu as posté en premier...
Citation :
5. On mélange un volume V'1 de S1 avec un volume V'2 de S2 de telle sorte que l'on obtienne une solution finale S de volume V'= 300 mL et de pH = 11,5 .Calculer V'1 et V'2.
...on a donc : V'1 + V'2 = 0.3 L

La méthode que tu as mise en oeuvre est correcte, mais corrige ces deux erreurs ; si je ne me trompe pas (ça arrive à tout le monde !), on obtient V'1 0.100 L et V'[sub][/sub] 0.200 L.

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 24-03-17 à 17:33

Ok

Q3

J'ai réfléchi dans les sens mais je n'arrive toujours pas à trouver cette valeur de la concentration totale des ions H3O+

pour moi [H3O+]totale= n(H3O+)total/ VS'2

Or VS'2= 1000*0,5= 500L ?

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 24-03-17 à 23:17

Pour le reste c'est parfait après avoir corrigé les erreurs

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 26-03-17 à 18:16

Je reprends la question 3.

Solution S2, acide chlorhydrique de pH = 3.7          C2 = 10-pH = 10-3.7 2 10-4 mol.L-1

Solution S'2, ac. chlor. 103 fois moins concentré que S2        C'2 = C2 / 103 2 10-4 / 103 2 10-7 mol.L-1

La concentration de S'2 étant très faible, on doit tenir compte de l'autoprotolyse de l'eau.
Les H3O+ formés par la réaction entre HCl et H2O s'ajoutent à ceux déjà présents dans l'eau pure ([H3O+]eau = 10-7 mol.L-1).
On peut résumer cela par un tableau d'avancement pour 1 L de solution S'2

valeurs en mol
dans les différents états		HCl+H2OH3O++Cl-
état initial2 10-7Excès10-70
état final0Excès2 10-7 + 10-7 = 3 10-72 10-7


On aura donc, pour 1 L de solution S'2 : [H3O+] = 3 10-7 mol.L-1    
soit :     pH = -log [H3O+] = -log 3 10-7 6.52

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 26-03-17 à 18:54

À vrai dire, je n'avais pas un cours complet .
J'étais en train de compléter les notions par un autre cours.

Je trouve  ,comme vous l'avez de nouveau souligné ici et ailleurs, que pH de l'eau pure égal à 7 ,[H3O+]= [OH-]= 10-7

Je suis désolé pour ces dérapages

Je vais revoir bien le cours ,reprendre les exercices intégralement ...
Merci beaucoup pour votre aide

À bientôt

Posté par
picardre : Notions d'acide fort et base forte n°2 26-03-17 à 19:14

Pas de soucis !

A bientôt.

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 23-07-17 à 13:15

Bonjour picard je reviens avec ferveur

Je passerai les épreuves en octaves 2017 ,juste à cause des empêchements ...
J'ai besoin toujours de votre aide mon cher
J'ai posté 2 exo sur notions acide fort base forte ,je vous tends la main qd vous aurez du temps, merci

Posté par
beuggre : Notions d'acide fort et base forte n°2 14-12-23 à 06:08

Bonjour Picard

Ravi de vous revoir. Je suis absent ça fait des années.
Vous étiez une grande aide pour moi malgré mes difficultés.

J'aime toujours les sciences. J'ai envie de revenir pour apprendre cette fois ci avec plus de conscience. C'est toujours possible ?

Bien a vous


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