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Réaction acido-basique
Bonjour à tous. Alors, je bloque sur un exercice de chimie et particulièrement sur deux questions. Voici l'énoncé du sujet. On effectue le dosage de 20,0 ml de solution aqueuse d'acide chlorhydrique à l'aide d'une solution aqueuse d'ammoniaque de concentration molaire c1= 4,0.10^-2 mol/L. Ensuite m'est donné une courbe représentant l'évolution du Ph en fonction du volume rajouté d'ammoniaque. Je bloque à ces deux questions:
-Déterminer la concentration molaire c de la solution d'acide chlorhydrique.
-Déterminer graphiquement la valeur du PKA du couple NH4+/NH3( une justification sommaire est demandée).
Petite précision tout de même, le Ph de la solution avant le dosage, d'après la courbe est de 1,4.
Voila, merci d'avance pour vos, j'espère, futures réponses.
Salut,
il s'agit d'un dosage, il faut donc
* faire un schéma annoté donnant toutes les concentrations et volumes connus ou à déterminer
* l'équation de la réaction
* ...
On dose une solution d'acide chlorhydrique (Ca,Va) par de l'ammoniac (Cb,Vbe) :
Ca = ce qu'on cherche
Va = 20,0 mL
Cb = 4,0.10^-2 mol/L
Vbe = volume versé à l'équivalence qu'on peut déterminer graphiquement comme en terminale !
L'équation de la réaction est :
H3O+ --> H2O + H+
NH3 + H+ --> NH4+
__________________
H3O+ + NH3 --> H2O + NH4+
L'équivalence est atteinte quand les réactifs de la réaction du dosage ont été introduits dans des proportions stoechiométriques. Donc à l'équivalence
n(H3O+) dans Va / 1 = n(NH3) versée dans Vbe / 1
<=> Ca.Va = Cb.Vbe
<=> Ca = Cb.Vbe/Va
Pour la question suivante, quelle est la définition du pKa ?
Merci pour ta réponse rapide. Oui je suis d'accord avec toi, mais il faut que je trouve le volume équivalent alors qu'il est demandé dans la suite de l'exercice de le déterminer. Ceci explique pourquoi je cherchais à le déterminer autrement. Merci pour le lien. Je n'avais jamais entendu parler de la demi équivalence^^.
J'ai une dernière question. Il m'est demandé à la fin de déterminer par le calcul la valeur du pH au point équivalent.
J'ai donc établi le Keq de la réaction. J'ai trouvé un Keq de 63,1, ce qui est inférieur à 10^3, d'où le fait que la réaction soit peu avancée. J'ai fait ensuite un tableau d'avancement en fonction des concentrations des espèces présentes. Au temps final, il y a Ca-x mol/l d'H3O+, C-x mol/l d'NH3 et x mol/l d'NH4+. L'eau est en exès.
Donc Keq=x/(Ca-x)*(C-x).
Compte tenu du fait que la réaction soit peu avancée, j'ai négligé x devant Ca et C, donc Keq=x/Ca*C. Je trouve x=0,1262 mol/l.
Et c'est ici que je rencontre un problème... Je cherche donc la nouvelle concentration en H3O+ pour avoir le pH, mais le résultat est incohérent.
Ca= 0,05 mol/l, donc la nouvelle concentration est Ca-x=-0,0762 mol/l. (impossible)...
:( reprenons : tu as la courbe pH =f( Vb NH3 versé) sous les yeux . Le volume équivalent est celui qui correspond au saut de pH . Soit Veq ce volume . J'appelle Ca la concentration initiale en HCl et Cb la concentration en NH3.
la réaction faite est H+ + NH3 -> NH4+ quasi totale ( grande constante quiand même ! )
Au départ on met CaVa mol de H+ et on verse CbVb mol de NH3 . A l'équivalence Vb = Veq et on a CaVa = CbVeq d'où Ca concentration à déterminer en acide chlorhydrique
Pour déterminer graphiquement le pKa de l'ion ammonium il faut trouver le pH dans une solution qui contient autant de NH3 que de NH4+ ( alors pH = pKa). DE Vb = 0 à Veq les NH3 mis sont transformés en autant de NH4+ , au dela les NH3 ajoutés sont temls quels et s'accummulent . Donc pour Vb = 2*Veq la soltuion contient autant de NH3 que de NH4 et son ph est alors juste egal au pKa cherché
Je suis d'accord avc ton résonnement anniejeanne, sauf pour vb=2veq.
Car il y a autant de NH3 que de NH4+ seulement à la demi-équivalence, c'est à dire Veq/2. Je connais Veq donc je peux avoir facilement grâce à la courbe le pH, et en déduire le pKa.
J'ai déjà résolu cette partie de l'exercice avec l'aide précieuse de gbm. Maintenant j'ai rencontré un autre problème dans la suite du même exercice. Je l'explique juste avant ton post. Mais merci tout de même pour ta réponse anniejeanne^^.
pas ici ... on n'a pas pH = pKa à la demiéquivalence quand on dose H+ par NH3 . Le pKa de NH4= , dans ce cas précis, est lu à 2Veq . Il doit être de l'ordre de 9,2 .
Ah je vois. Merci beaucoup, et cela tient car je trouve exactement 9,2 et c'est ce pka qui est arribué à ce couple. Aurais-tu une idée pour la suite de mon problème? Merci encore.
je suppose que la suite est le calcul du pH au popint équivalent ...
à l'équivalence de la réaction H+ + NH3 -> NH4+ tu as une solution d'acide faible NH4+ de concentration calculable ( tu sais combien de NH3 tu as versé ( qui s'esrt transformé en NH4+ et dans quel volume total de solution cette quantité de NH4+ se trouve) ) Tu n'as plus qu'à calculer le pH d'une solution de concentration connue d'un acide faible de pka 9,2 ...
comme tu as la courbe de pH sous les yeux tu pourras regarder si la valeur que tu trouves est correcte ...( le point équivalent correspond au saut de pH et se détermi,ne, en général par la methode des tangentes )
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