Equilibres ioniques-pH

[lola121]

bonjour,
pouvez vous m'aider à résoudre l'exerice suivant, j'ai essayer de le faire mais j'ai un peu de mal.Voilà le sujet:

dans un litre d'eau sont mélangés:
0,1 mol de HCL
0,2 mol de KOH
0,1 mol de Na2SO4
0,1 mol de NaCl
et 0,1 mol de CH3COOH

Quel est le pH du milieu?
Données: pKa(HSO4^-/SO4^2-)=2
pKa(CH3COOH / CH3COO-) = 4,8

J'ai essayé de le commencer:
Déjà quand on rajoute du NaCl dans l'eau, il y a dissociation en Na+ et Cl- et comme ce sont des acide et base faibles le pH de l'eau ne varie pas.
KOH et HCl sont des acides forts, qui produisent en tout 0,3 moles d'H3O+ par leur dissociation.
Pour CH3COOH, j'ai calculé la constante de dissociation grâce au pKa et je trouve au final 1,3*10^-2 mol de H3O+.
Pour Na2SO4, il donne 2 Na+ et SO4^2-.
En fait, je n'arrive pas à relier ces données pour arriver au pH final.

Merci beaucoup!

[lola121]

j'ai essayé de le refaire et j'arrive à un pH de 8,9 mais dites moi si vous êtes d'accord avec mon raisonnement:
d'une part, je fais réagir KOH et HCL ensemble.Je forme 0,1 mol de Cl-, O,1 mol de K+ et de l'eau, et il me reste 0,1 mol de KOH.
Ces O,1 mol de KOH réagissent avec 0,1 mol de CH3COOH.
Du coup il nous reste en solution que: de l'H2O, des ions Cl-,CH3COO- et K+.
En solution, il reste donc la base faible SO4^2- et je calcul le pH en considérant que les autresions "se neutralisent" puique on a 0,1mol de Cl- + 0,1mol de CH3COO- = 0,2 mol de K+
pH=1/2*(pKe+pKa+log C)=1/2*(4,8 + 14+log 0,1)=8,9

Est-ce que vous êtes d'accord?

[pephy]

bonjour,
les seules réactions possibles sont H3O+ + OH-
et CH3CO2H + H2O
partant de là déterminer le nombre d'inconnues(plusieurs espèces ne réagissent pas) et écrire un nombre identique d'équations:
produit ionique de l'eau, Ka ,conservation de l'acide acétique,électroneutralité de la solution...
Moyennant quelques petites approximations on doit pouvoir trouver [H3O+] en utilisant le Ka

[pephy]

je viens de faire les calculs en vitesse à ma façon;j'ai également trouvé pH=8,9

[lola121]

bonjour,
les seules réactions possibles sont H3O+ + OH-
et CH3CO2H + H2O
partant de là déterminer le nombre d'inconnues(plusieurs espèces ne réagissent pas) et écrire un nombre identique d'équations:
produit ionique de l'eau, Ka ,conservation de l'acide acétique,électroneutralité de la solution...
Moyennant quelques petites approximations on doit pouvoir trouver [H3O+] en utilisant le Ka

bonjour,
je n'ai pas trop compris, est-ce que vous pourriez me redétailler un peu plus votre explication?
Merci beaucoup!

[pephy]

La solution contient:
H3O+,OH-,Na+,Cl-,K+,SO4²-, CH3CO2H,CH3CO2-
Je note [H3O+]=h [OH-]=y
CH3CO2H=AH, CH3CO2-=A-
On connaît:
[Cl-]=0,1 (mol/l) [K+]=0,2 [Na+]=0,3 [SO4²-]=0,1
équation de conservation de l'acide acétique:
0,1=[AH]+[A-]
électroneutralité de la solution:
[Na+]+[K+]+h=[Cl-]+[A-]+2[SO4²-]+y
d'où: [A-]=0,1+h-y
il serait tentant de négliger h et y,mais la suite du calcul montre que cela pose problème
On obtient donc: [AH]=y-h
On écrit la constante d'acidité de l'acide acétique:
Ka=[A-]h/[AH]=h(0,1+h)/(y-h)

Arrivé à ce stade on suppose que le pH est supérieur à 7, ce qui peut se justifier par le fait que l'acide est principalement sous forme A- et surtout par l'excès de KOH:
[A-]#0,1 h<<y
il reste Ka#0,1.h/y=0,1*10^-14/(y^2)
d'où y=10^5,1 --->pOH=5,1 et pH=8,9