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Réaction acide faible / base forte (déterminer le pH)
Bonjour à vous,
dans un exercice ma professeur nous dit ceci:
Calculer le pH d'un mélange contenant 100mL de H3PO4 0,1M et 100mL de NaOH 0,2 M.
On donne H3PO4 : pKa1= 2,2 ; pKa2 = 7,1 ; pKa3 = 12,1.
Ma première démarche en vue de résoudre cet exercice a été de déterminer les couples qui interviennent lors de cette réaction :
(H3PO4/H2PO4-) correspondant au premier pKa
(H2PO4-/HPO42-) correspondant au second pKa
(HPO42-/PO43-) correspondant au troisième pKa
Je sais également que le H3PO4 est un triacide et je suppose que si je traçais un graphique du pH en fonction du volume de base, il devrait y avoir 2 sauts de pH (vu que le 3e pKa est élevé).
J'ai trouvé cette équation :
3OH- + H3PO4 → PO4 3- + 3H2O
Mais je ne sais pas si le milieu à la fin est base faible ou forte, je ne sais pas quelle formule utilisé.
Pour être tout à fait franc, je ne sais pas comment résoudre cet exercice alors que j'ai passé beaucoup de temps à regarder des vidéos sur les réactions acide / base sur youtube.
J'envois donc ce message dans l'espoir de recevoir un petit coup de pouce me permettant de résoudre et de comprendre cet exercice.
Bien à vous,
merci d'avance pour votre attention.
Bonjour
Tu as déjà bien positionné le problème. Je te suggère de calculer la quantité initiale de triacide et la quantité de base forte ajouté. Cela te permettra de voir à quelle situation correspond le mélange , ce qui te permettra de faire des simplifications...
Re-bonjour,
Après calcul,
en utilisant C x V = n
j'obtiens pour l'acide faible : n = 0,1 x 0,1 = 0,01 mol
j'obtiens pour la base forte : n = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol.
Le réactif limitant est la base forte. Selon mes calculs, il est produit lors de cette réaction : 6,67 x 10^(-3) mol de PO4^3-.
Jusqu'ici suis-je bon et quelles sont les étapes suivantes ,
Bien à vous,
merci pour votre aide.
La quantité de soude ajoutée est le double de la quantité initiale de triacide. Tu te trouves donc dans le cas particulier de la deuxième équivalence. Le mélange est équivalent à 200mL de solution dans laquelle on aurait introduit 0,01mol de HPO42-, sans parler de l'eau et des ions indifférents. Tu tombes sur un cas particulier assez simple étudié en cours. Le pH s'obtient "de tête"...
Ahhhhhhh oui bien vu !
Merci je viens juste de comprendre.
Vu qu'on a mis 2x plus de base forte que de triacide faible, lorsque les réactifs vont réagir on se situera au 2e point d'équivalence. On aura que du HPO4^2- à ce moment. Celui ci agit à la fois comme un acide faible et une base faible donc il est ampholyte, je fais la moyenne des pKa des couples 2 et 3 dans lesquels il intervient pour obtenir le pH.
pH = 9,8.
Merci à vous pour votre aide et votre temps.
Bien à vous.
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