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pH diacide

Posté par
ahl1700
30-01-17 à 15:30

Bonjour à tous et merci pour votre aide.

Voilà l'énoncé:
Quel est le pH d'une solution 0,1M  de H2SO4?
Je patauge un peu, j'ai commencé par écrire:

H_2SO_4 + H_2O = HSO_{4}^- + H_3O^+     pKa=-7.5
 \\           HSO_{4}^- +H_2O= SO_{4}^{2-} + H_3O^+    pKa= 1.9

La première réaction est totale, vue la valeur de pKa donc puis-je dire que C(H2SO4)=C(HSO4-)?
La valeur du pKa de la deuxième réaction est lui assez faible donc ça tendance à céder un proton elle sera grande c'est bien ça?

Posté par
vanoise
re : pH diacide 30-01-17 à 15:42

Bonjour
La première acidité étant forte, tu peux en effet considérer que tout ce passe comme si on introduisait 0.1mol/L d'ions H3O+ et 0,1mol/L d'ions HS04- dans l'eau.
Pour la suite, tu peux remplir un tableau d'avancement et utiliser l'expression du second pKa.
Autre méthode possible : raisonner sur l'électro-neutralité de la solution et sur l'expression du second pKa...

Posté par
ahl1700
re : pH diacide 30-01-17 à 20:26

Bonsoir Vanoise

Alors si je comprends bien la deuxième dissociation ne fait que rajouté des ions H3O+.
Donc avec  [SO_{4}^{2-}  ]=x  et Ka=0.012 on aura:

   [HSO_{4}^-]=0.1-x  et   [H_3O^+]= 0.1+x.

Ka=\frac{[H_3O^+][SO_{4}^{2-}]}{[HSO_{4)^-]}

On arrive à l'équation(je la fais un peu courte):

x^2+0.112x-0.0012=0

x=0.01M

[H_3O^+]=0,1+0.01=0.11

pH=-log(0.11)=0.96

Pour raisonner avec l'electroneutralité en prend OH- négligeable?
Si oui cela donnerait:

[H_3O^+]=[HSO_{4}^-]+[SO_{4}^{2-}

Posté par
vanoise
re : pH diacide 30-01-17 à 20:42

Je crois que tu as bien compris la méthode du tableau d'avancement. Continue à l'utiliser car c'est la plus efficace ! J'obtiens bien comme toi un pH égal à 0,96.
Si par hasard, dans un problème complexe, tu as besoin de la relation d'électro-neutralité, n'oublie pas qu'un ion sulfate apporte deux charges négatives. À un pH aussi faible par rapport à 7, tu as bien sûr raison de négliger la présence des ions hydroxyde. La relation s'écrit alors :
[H3O+]=[HSO3-]+2[SO42-]
Seconde remarque, à la limite de ton problème j'en conviens, mais comme tu sembles au top :
le pKa de la seconde acidité étant relativement faible, HSO3- est un acide assez fort, suffisamment fort pour que, dès que c devient assez faible, H2SO4 puisse être considérer comme un diacide fort.
Illustration : si tu choisis c = 10-3mol/L, le calcul que tu as fais précédemment conduit à :
[H3O+]1,87.10-3mol/L2c

Posté par
ahl1700
re : pH diacide 31-01-17 à 18:12

Excusez j'ai des petits soucis avec mon ordinateur.

Donc un diacide fort cela voudrait dire que  H_2SO_4    passe directement par la case   SO_{4}^{2-}.
Pourrait-on écrire:

H_2SO_4+ 2H_2O--->  SO_{4}^{2-} + 2H_3O^+

Dans ce cas on prend le pKa de la deuxième dissociation?

Posté par
vanoise
re : pH diacide 31-01-17 à 18:51

Citation :
Dans ce cas on prend le pKa de la deuxième dissociation?

Non : on considère H2SO4 comme un diacide fort : la dernière réaction que tu as écrite est tout simplement considérée comme totale.
Attention : cela n'est valide que pour c10-3mol/L. Sinon, il faut procéder comme tu l'as fait auparavant.

Posté par
ahl1700
re : pH diacide 03-02-17 à 07:38

J'ai cru lire que cela était aussi valable pour un acide faible, mais pourquoi si la c \le10^-3  l'acide agit-il?



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