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pH d'une solution acide fort-base forte
Bonsoir à tous.
J'ai juste une petite question.
En faisant un exercice sur les réactions acido-basiques, et plus précisément un exercice sur la détermination du pH d'une solution acide fort-base forte, je me suis rendu compte qu'à un moment je bloque. Mais je ne comprend pas le corrigé.
Je vous épargne toutes les valeurs numériques.
Alors :
J'ai calculé le pH d'une solution d'hydroxyde de sodiul sachant que c'est une base forte.
Ensuite, on ajoute un volume V d'acide chlorhydrique, fort, et on doit déterminer le pH de la nouvelle solution.
Pour cela, j'ai calculé n(H3O+) du premier mélange, puis n(H3O+) de ce qu'on verse.
Je fais la somme et je tombe sur n(H3O+) de la nouvelle solution.
Très bien.
Je fais pareil pour n(HO-).
On voit d'ailleurs qu'à chaque fois, il y a une quantité de matière qui est négligeable.
Moi, je veux le pH de la deuxième solution. Donc il me faut la concentration des ions H3O+ à la fin.
Comme il y en a a la fin de la réaction, c'est forcément le réactif limitant. (Je me demande d'ailleurs comment calculer le pH si jamais on tombe sur un exo ou les ions H3O+ ne sont pas limitants...)
Mais dans la correction, et là vient le problème, je lis :
n(H3O+)excès=n(H3O+)mélange final-n(H3O+) réagissant avec les ions hydroxydes
Très bien.
Sauf que pour la valeur de la quantité de matière des ions qui réagissent, ils prennent la valeur de la quantité de matière des ions hydroxydes dans le mélange final.
Ce qui veut dire que n(HO-)mélange final=n(H3O+)réagissant avec HO-
Ce qui veut dire que si les deux sont égaux, une mole de H3O+ égal une mole de HO- ?
Il n'y a aucune différence entre une mole d'une espèce et une mole d'une autre ? Même pas la taille des molecules pour les ions polyatomiques ?
Ce qui veut dire qu'une mole de H2 est égale à une mole de SO2⁴- ?!
Dites-moi si je suis en train de passer à côté d'une notion de base..
Je vous remercie d'avance de votre aide et bonne soirée.
Si j'émet des doutes c'est car la mole n'est pas vraiment une unité.
Donc c'est bizarre si 1 mole de telle espèce égal une mole de telle autre espèce surtout si les espèces sont en tous points différents.
En même temps je sais qu'une mole contient 6,02*10^23 atomes/ions....
Donc voila, si y a quelqu'un pour m'aider !
Bonjour.
Tout ceci semble bien embrouillé.
Lorsqu'on mélange une solution d'hydroxyde de sodium et une solution d'acide chlorhydrique la réaction qui se produit est :
H3O+ + HO- =
2 H2O
Cette réaction, quasi totale, est la réaction de neutralisation.
Si le mélange initial est constitué de ni(H3O+) mole d'ion hydronium (apportés par l'acide chlorhydrique) et de ni(HO-) mole d'ion hydroxyde (apportés par la soude), la situation après réaction sera une des trois suivantes...
Hypothèse n°1 : on a introduit plus d'acide chlorhydrique qu'il n'y avait de soude (càd ni(H3O+) > ni(HO-)). Il reste alors des ions hydronium en excès et on a alors, dans l'état final : nf(H3O+) = ni(H3O+) - ni(HO-) ; le pH sera alors < 7. On peut le calculer à partir de [H3O+]f = nf(H3O+) / Vtotal
Hypothèse n°2 : on a introduit moins d'acide chlorhydrique qu'il n'y avait de soude (càd ni(H3O+) < ni(HO-)). Il reste alors des ions hydroxyde en excès et on a alors, dans l'état final : nf(HO-) = ni(HO-) - ni(H3O+) ; le pH sera alors > 7. On peut le calculer à partir de [HO-]f = nf(HO-) / Vtotal et [H3O+]f = Ke / [HO-]f
Hypothèse n°3 : on a introduit autant d'acide chlorhydrique qu'il y avait de soude (càd ni(H3O+) = ni(HO-)). Il ne reste alors ni ions hydronium, ni ions hydroxyde, hormis ceux provenant de l'autoprotolyse de l'eau et on a alors, dans l'état final : nf(H3O+) = nf(HO-) = ni(H3O+) - ni(HO-) 
0 ; en fait, n(H3O+) = nf(HO-) = 10-7 mol.L-1 ; le pH sera alors = 7.
Donc c'est bizarre si 1 mole de telle espèce égal une mole de telle autre espèce surtout si les espèces sont en tous points différents.
En même temps je sais qu'une mole contient 6,02*10^23 atomes/ions....
A plus.
Merci de ta réponse, c'est déjà beaucoup plus clair.
Dans mon exercice, je me trouve dans l'hypothèse 1.
Quand tu écris, nf(H3O+)=ni(H3O+)-ni(HO-), la quantité de matière d'ions hydroxyde ici, est égal à la quantité de matière d'ions hydronium qui ont ont réagi avec, ce qui fait que tous les ions hydroxyde ont été consommés, c'est bien ca ?
Merci.
Petite précision :
J'ai en fait 15,0 mL d'hydroxyde de sodium à 2,60*10-2 mol/L que je verse dans 100,0 mL d'eau.
Ce n'est qu'ensuite que j'ajoute un volume de 10,0 mal d'acide chlorhydrique à 5,0*10-2 mol/L dans la solution précèdente.
Donc ici, pour avoir le pH de la seconde solution, il me faut la quantité de matière d'ions H3O+ en excès, ce qui est égal à la quantité d'ions H3O+ que j'ai dans la seconde solution, au total, moins ceux qui ont réagi avec la soude. Étant donné qu'il y a 3,90*10-4 mol d'ions HO- dans la seconde solution, la quantité de matière d'ions H3O+ réagissant avec les ions HO- est égale à 3,90*10-4 mol aussi. Et ce car les coefficients stoechiométriques de l'équation de la réaction sont 1.
Ai-je juste ?
la quantité de matière d'ions hydroxyde ici, est égal à la quantité de matière d'ions hydronium qui ont ont réagi avec, ce qui fait que tous les ions hydroxyde ont été consommés, c'est bien ca ?
0
Si on veut, néanmoins, calculer leur concentration, il faut passer par le produit ionique de l'eau et écrire : [HO-]f] = Ke / [H3O+]f.
OK ?
J'ai en fait 15,0 mL d'hydroxyde de sodium à 2,60*10-2 mol/L que je verse dans 100,0 mL d'eau.
Ce n'est qu'ensuite que j'ajoute un volume de 10,0 mal d'acide chlorhydrique à 5,0*10-2 mol/L dans la solution précèdente.
Donc ici, pour avoir le pH de la seconde solution, il me faut la quantité de matière d'ions H3O+ en excès, ce qui est égal à la quantité d'ions H3O+ que j'ai dans la seconde solution, au total, moins ceux qui ont réagi avec la soude. Étant donné qu'il y a 3,90*10-4 mol d'ions HO- dans la seconde solution, la quantité de matière d'ions H3O+ réagissant avec les ions HO- est égale à 3,90*10-4 mol aussi. Et ce car les coefficients stoechiométriques de l'équation de la réaction sont 1.
Ai-je juste ?
n(HO-)i = 15 10-3
2.6 10-2 = 39 10-5 mol
n(H3O+)i = 10 10-3
5 10-2 = 50 10-5 mol
La réaction étant totale et se faisant mole à mole, on a donc un excès d'ions H3O+
Après la réaction, il reste : n(H3O+)f = n(H3O+)i - n(HO-)i
soit numériquement : n(H3O+)f = 50 10-5 - 39 10-5 = 11 10-5 mol.
Le volume total étant VT = Va + Vb + Veau = 125 mL = 0.125 L, on a [H3O+f] = n(H3O+)f / VT
càd : [H3O+]f = 11 10-5 / 0.125 = 8.8 10-4 mol.L-1
Finalement : pH = 3.06
En appliquant ce que j'ai dit je trouve le même pH que celui que tu as trouvé, à savoir 3,1 (en arrondissant)
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