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Réaction acido-basique / produits d'entretien des piscines
Bonjour, je me suis inscrite récemment sur ce forum qui m'a déjà été bien utile.
J'ai ce DM pour mardi et je ne suis pas sûre de mes réponses.
J'ai recopié l'énoncé et mis en gras ce que je pense être la solution pour les questions où j'ai des idées…
Le pH d'une piscine doit être compris entre 7,0 et 7,4. Quand le pH de l'eau est inférieur à 7, de nombreux inconvénients apparaissent : il y a des risques de détérioration des joints et des parties métalliques, de possibles odeurs nauséabondes et une irritation de la peau des usagers. Si, par contre, le pH est supérieur à 7,4, l'efficacité de la désinfection diminue, des précipités apparaissent et on observe une altération de la peau des usagers. Pour maintenir le pH de l'eau dans la fourchette idéale, on utilise deux produits chimiques :
- Le pH+, constitué essentiellement de carbonate de sodium Na2CO3 (s)
- Le pH-, constitué essentiellement d'hydrogénosulfate de sodium hydraté NaHSO4,H2O (s)
Ces deux produits solides réagissent avec l'eau pour augmenter ou diminuer le pH.
A. Transformations chimiques
1. Ecrire les équations de dissolution du carbonate de sodium et de l'hydrogénosulfate de sodium dans l'eau.
Na2CO3 -> 2 Na+ + 2CO3- et NaHSO4,H2O -> Na+ + H+ + SO42-
2. Donner les formules de l'acide conjugué de l'ion carbonate et de la base conjuguée de l'ion hydrogénosulfate. Ecrire les deux couples acide/base correspondants.
Na2CO3/2 Na+ + 2CO3- et NaHSO4,H2O/ Na+ + H+ + SO42-
3. Ecrire les demi-équations correspondant à ces couples.
4. Pour augmenter le pH d'une eau, il faut former des ions hydroxyde. Pour abaisser le pH, il faut former des ions oxonium.
a. Donner la formule des ions oxonium et hydroxyde. H+ et HO-
b. Donner les couples acide/base de l'eau et écrire les demi-équations acido-basiques correspondantes.
H3O+/H2O => H3O+ = H2O+H+
H2O/HO- => H2O = HO-+H+
c. L'eau joue-t-elle le rôle d'un acide ou d'une base quand le pH augmente ? En déduire le produit à utiliser et écrire l'équation chimique de la réaction acido-basique.
Le rôle d'un acide. Il faut utiliser l'hydrogénosulfate de sodium.
d. Même question lorsque le pH diminue.
Le rôle d'une base. Il faut utiliser le carbonate de sodium.
e. Que peut-on dire de l'eau ? Que c'est une espèce amphotère.
Voilà pour la première partie, si vous pouviez me confirmer mes résultats ou me dire si quelque chose ne va pas. Je mettrai la partie B tout à l'heure.
Et voici la deuxième partie:
B. Étude des solutions de pH- et de pH+
On prépare deux solutions de pH- et de pH+, de volume V=100 mL et de concentration c=1,00 mol.L-1
1. a. Calculer les masses à peser pour la fabrication de ces solutions.
n=c x V et m=n x M
M (Na2CO3)= 106,0 g.mol-1
n = 1,00 x 100.10-3=0,1 mol
m Na2CO3= 10,6 g
même raisonnement pour m NaHSO4,H2O et je trouve 13,81 g
b. Quelle est l'incertitude relative de la pesée si la balance utilisée est précise au centigramme ?
c. Donner le mode opératoire précis pour fabriquer ces deux solutions.
Méthode de la dissolution.
2. Sachant que les ions sodium ne réagissent pas avec l'eau, donner leur concentration dans les deux solutions.
3. On ajoute un indicateur coloré, la phénolphtaléine, dans les deux solutions. La solution pH- est incolore, la solution pH+ est rose.
a. Donner la définition d'un indicateur coloré.
Il colore la solution si il y a ce qu'il "reconnaît".
b. Quelle transformation a lieu entre l'ion hydrogénosulfate et la forme basique de l'indicateur, Ind- ? Même question pour l'ion carbonate et IndH. En déduire les couleurs des formes IndH et Ind- de la phénolphtaléine.
correction des questions 1 et 2
l'ion carbonates est CO32-
Na2CO3
2Na+(aq)+CO32-(aq)
l'ion hydrogénosulfate est HSO4-
l'eau d'hydratation va se mélanger à l'eau de dissolution
NaHSO4,H2O Na+(aq) +HSO4-(aq) +H2O
le H2O que j'ai ajouté à gauche n'est pas indispensable car l'eau d'hydratation va se mélanger à l'eau de dissolution,mais cela permet de conserver une équation équilibrée.
Les couples sont HCO3-/CO32-
et HSO4-/SO42-
3)je te laisse écrire les demi-équations
4)l'ion oxonium est H3O+
si le pH augmente ,l'eau joue le rôle de base .On compense cette augmentation utilisant l'acide HSO4-
inversement si le pH de l'eau diminue,elle joue le rôle d'acide.On compense cette diminution avec la base CO32-
e)OK
2ème partie
OK pour les masses.Cependant ,m(Na2CO3) =10,60g et non 10,6g car on précise que la pesée se fait au cg près.Le 0 après le 6 est donc significatif
par définition l'erreur relative sur la pesée s'écrit 
m/m ,avec m= 1cg=0,01g (erreur absolue.
Fais le calcul dans chaque cas .
Pour exprimer l'erreur relative en % il suffit de multiplier par 100 l'erreur relative
c) pense à citer l'utilisation de la balance et d'une fiole jaugée de 100mL
2) il faut réécrire les équations de dissolution
dans le premier cas n(Na+)= 2n(Na2CO3)
dans le 2ème cas n(Na+)= n(NaHSO4)
Les concentrations sont dans les mêmes proportions que les qté de matière ,dans chaque cas
3a )à rechercher (livre ou google)
HSO4- va donner son proton(H+) à la base Ind-
la base CO32- va capter le proton de HInd.
complète l'équation dans chaque cas
HSO4- +Ind- =.............
CO32- + HInd =............
Merci pour ses explications mais je ne comprend pas pour la toute dernière le rapport entre la transformation et le fait d'en déduire les couleurs...
si on ajoute HSO4- l'indicateur existera sous la forme HInd (incolore)
et si on ajoute Na2CO3 l'indicateur existera sous forme Ind-(rose)
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