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Solutions tampons

  1. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Solutions tampons

    Bonjour les chimistes ...

    Désolé encore du dérangements, je bute sur un exercice ...

    L'énoncé :
    Calculer dans chaque cas, les volumes respectifs des 2 solutions à mélanger pour obtenir les solutions tampons.
    On veut préparer 2 litres de tampon phosphate 0,4 mol/L et de pH = 6,9 en partant de :


    Je récapitule :
    - on prend le pKa2 H2PO42-/HPO4- = 7,2
    - pH = pKa + log [HPO42-] /[H2PO4-]
    <=> log [HPO4-] /[H2PO42-] = 6,9 - 7,2 = - 0,3
    <=> [HPO42-] /[H2PO4-] = 0,5
    <=> [HPO42-] = 0,5[H2PO4-]


    a) une solution de H3PO4 à 2 mol/L et une solution KOH 1 mol/L.

    Mon raisonnement :

    1ere réaction : H3PO4 + OH- =H2PO4- + H2O
    2me réaction : H2PO4- + OH- = HPO42- + H2O

    Je raisonne en quantité de matière :
    dans la 1ere réaction nH2PO4- = 2Va
    alors dans la 2eme réaction : nH2PO4- = 2Va - 1Vb
    nHPO42- = 1Vb

    Donc : Vb = 0,5 ( 2Va - Vb ) ( d'après le récapitualtif ) et Va + Vb = 2
    J'ai donc un système à résoudre là.
    <=> et

    Bon là j'ai bien la solution de pH = 6,9, mais je ne suis pas à la bonne concentration non ? qui doit étre de 0,4 mol/L.
    Si je ne me trompe pas C = 2 mol/L, je dois donc diluer cette solution 5 fois, aurai je toujours le même pH ?
    ça me parait bizarre que je doive rajouter de l'eau... je dois surement faire une erreur ..bête peut être comme d'habitudee !!!!! ...

    Pour les questions d'après je suis dans le flou complet je vous les cite :
    b ) 2 solutions de KH2PO4 et de K2HPO4 chacune à 1 mol/L

    c ) une solution de K2HPO4 1,2 mol/L et une solution de HCL à 1mol/L

    d ) une solution KH2PO4 à 1,5 mol/L et une solution de NaOH à 1 mol/L


    Voila franchement il me prend le chou depuis ce matin cet exo ... je commence à avoir mal a la tète .. heureusmeent que c'est le dernier exo du DM uhuh ...

    Merci beaucoup si quelqu'un pourrait sattarder un peu sur l'exo que je puisse comprendre ... rien d'autres ne peu m'aider à part vous ... je continue à réfléchir pendant ce temps ....

    Bon aprèm à vous en tout cas...


     


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  2. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Re : Solutions tampons

    Coucou,

    je vois que personne n'a osé voir ce que l'exo donné, ce n'est pas très grave, je suis assez chiante sur ce coup

    Je met les résultats que j'ai trouvé si par hasard une personne voulait bien essayer de me corriger si j'ai faux

    B ) VHPO42- = 0,7 L
    VH2PO4- = 1,3 L

    C ) VHPO42- =0,3 L
    VH2PO4- = 1,7 L

    D ) VHPO42- = 0,4 L
    VH2PO4- = 1,6 L

    J'ai,toujours autant de mal pour vérifier si la concentration de ces mélanges est bonne ... déja le pH est juste
     

  3. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Re : Solutions tampons

    Bonjour !

    Toujours personne ne peut maider s'il vous plait ?

    Je pense m'être bien trompée ( dite moi si oui ou non ) , je n'arrive pas à faire la réaction des 2 solutions pour pouvoir arriver à [HPO42-] = 0,5[H2PO4-]

    Si vous pouviez me donner les réactions avec la quantité de matière pour chaque mélange au moins, je pourrais me débrouiller après


    PS : pour le premier mélange j'ai bien une concentration de 0,4 mol/L et non pas 2 mol/L comme je le disait dans mon premier topic.
     

  4. digéridou

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Âge
    28
    Messages
    73

    Lightbulb Re : Solutions tampons

    et bien pour le premier je comprend pas trop tu mets qu'une quantité de matière est égale a un volume?
    Attention H3PO4 a 3 acidités donc
    premier équivalence: calcul le nombre de mole de NaOH pour y arriver
    (donc le volume aussi)
    ici pas de souci (mole a mole)
    dans ta solution tu n'a plus que des H2PO4- tu ajoutes des NaOH il se forme HPO42-
    Tu peux appliquer ta relation d'henderson hasselbach ph tamponh=pKa(c base/c acide) (c =concentration)
    sachant que c base= HPO42- formés
    et c acide= H2PO4- restant

    c base= (V NAOH X C NaOH)/V TOTAL
    C acide= [(V H3PO4 X C H3PO4)/VT]-(VNaOHX C NaOH)/VT
    Tes Vt s'en vont tu trouves alors VNaOH seul inconnu
    tu l'ajoutes au volume que tu as du obtenir pour atteindre la première équivalence, tu obtiens le volume de NaOH a ajouter pour obtenir le tampon
    j'espère que j'ai été clair pose questions si tu comprend pas
    pour les autres questions c toujours un peu pareil donc di ou tu bloques!
     

  5. cadetr

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    69

    Re : Solutions tampons

    Citation Envoyé par Kanami Voir le message
    Bonjour les chimistes ...

    Désolé encore du dérangements, je bute sur un exercice ...

    L'énoncé :
    Calculer dans chaque cas, les volumes respectifs des 2 solutions à mélanger pour obtenir les solutions tampons.
    On veut préparer 2 litres de tampon phosphate 0,4 mol/L et de pH = 6,9 en partant de :


    Je récapitule :
    - on prend le pKa2 H2PO42-/HPO4- = 7,2
    - pH = pKa + log [HPO42-] /[H2PO4-]
    <=> log [HPO4-] /[H2PO42-] = 6,9 - 7,2 = - 0,3
    <=> [HPO42-] /[H2PO4-] = 0,5
    <=> [HPO42-] = 0,5[H2PO4-]


    a) une solution de H3PO4 à 2 mol/L et une solution KOH 1 mol/L.

    Mon raisonnement :

    1ere réaction : H3PO4 + OH- =H2PO4- + H2O
    2me réaction : H2PO4- + OH- = HPO42- + H2O

    Je raisonne en quantité de matière :
    dans la 1ere réaction nH2PO4- = 2Va
    alors dans la 2eme réaction : nH2PO4- = 2Va - 1Vb
    nHPO42- = 1Vb

    Donc : Vb = 0,5 ( 2Va - Vb ) ( d'après le récapitualtif ) et Va + Vb = 2
    J'ai donc un système à résoudre là.
    <=> et

    Bon là j'ai bien la solution de pH = 6,9, mais je ne suis pas à la bonne concentration non ? qui doit étre de 0,4 mol/L.
    Si je ne me trompe pas C = 2 mol/L, je dois donc diluer cette solution 5 fois, aurai je toujours le même pH ?
    ça me parait bizarre que je doive rajouter de l'eau... je dois surement faire une erreur ..bête peut être comme d'habitudee !!!!! ...

    Pour les questions d'après je suis dans le flou complet je vous les cite :
    b ) 2 solutions de KH2PO4 et de K2HPO4 chacune à 1 mol/L

    c ) une solution de K2HPO4 1,2 mol/L et une solution de HCL à 1mol/L

    d ) une solution KH2PO4 à 1,5 mol/L et une solution de NaOH à 1 mol/L


    Voila franchement il me prend le chou depuis ce matin cet exo ... je commence à avoir mal a la tète .. heureusmeent que c'est le dernier exo du DM uhuh ...

    Merci beaucoup si quelqu'un pourrait sattarder un peu sur l'exo que je puisse comprendre ... rien d'autres ne peu m'aider à part vous ... je continue à réfléchir pendant ce temps ....

    Bon aprèm à vous en tout cas...
    Salut,

    Il existe une formule assez simple a utiliser pour connaitre le volume de base à utiliser pour effectuer une solution tampon à partir d'un polyacide:
    Vb = VaCa/Cb (f + P/(P+1))


    Avec Vb: volume de base nécessaire
    Va : volume de l'acide
    Ca : concentration de l'acide
    f: le nombre de fonctions totalement neutralisées (dans ton cas f = 1)

    et P = [HPO4--]/[H2PO4-]
    que tu trouves en utilisant la formule
    pH= Pka + Log([HPO4--]/[H2PO4-]).

    Pkus qu'à faire les calculs.
     


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  6. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Re : Solutions tampons

    Merci de vos réponses

    Par contre cadetr je n'ai jamais apprise cette formule, je ne pense pas que le prof soit content que je lui sorte une formule de ce genre
    Mais bonne formule pour vérifier ^^

    Citation Envoyé par digéridou Voir le message
    et bien pour le premier je comprend pas trop tu mets qu'une quantité de matière est égale a un volume?
    Attention H3PO4 a 3 acidités donc
    premier équivalence: calcul le nombre de mole de NaOH pour y arriver
    (donc le volume aussi)
    ici pas de souci (mole a mole)
    dans ta solution tu n'a plus que des H2PO4- tu ajoutes des NaOH il se forme HPO42-
    Tu peux appliquer ta relation d'henderson hasselbach ph tamponh=pKa(c base/c acide) (c =concentration)
    sachant que c base= HPO42- formés
    et c acide= H2PO4- restant

    c base= (V NAOH X C NaOH)/V TOTAL
    C acide= [(V H3PO4 X C H3PO4)/VT]-(VNaOHX C NaOH)/VT
    Tes Vt s'en vont tu trouves alors VNaOH seul inconnu
    tu l'ajoutes au volume que tu as du obtenir pour atteindre la première équivalence, tu obtiens le volume de NaOH a ajouter pour obtenir le tampon
    j'espère que j'ai été clair pose questions si tu comprend pas
    pour les autres questions c toujours un peu pareil donc di ou tu bloques!
    Je met pas qu'une quantité de matière est égale a un volume, c'est juste : n = c*v mais comme je connais déja les concentrations initiales, si C = 1 mol/L alors n = V par exemple ^^

    Pour le premier je suis casiment sure d'avoir fait juste.

    Bon donc pour celles ou jai du mal :

    - KH2PO4 et de K2HPO4 chacune à 1 mol/L :
    KH2PO4 --> K+ + H2PO4-
    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-

    nH2PO4- = 1*Va
    nHPO42- = 1*Vb

    Après je résoud simplement le systéme ?


    - une solution de K2HPO4 1,2 mol/L et une solution de HCL à 1mol/L

    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-
    HCL --> H3O+ + CL-

    HPO42- + H3O+ = H2PO4- + H2O

    nHPO42- = 1,2Va - 4Vb
    nH2PO4- = 4Vb

    Je résoud le système ensuite ?
     

  7. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Re : Solutions tampons

    Merci de vos réponses

    Par contre cadetr je n'ai jamais apprise cette formule, je ne pense pas que le prof soit content que je lui sorte une formule de ce genre
    Mais bonne formule pour vérifier ^^

    Citation Envoyé par digéridou Voir le message
    et bien pour le premier je comprend pas trop tu mets qu'une quantité de matière est égale a un volume?
    Attention H3PO4 a 3 acidités donc
    premier équivalence: calcul le nombre de mole de NaOH pour y arriver
    (donc le volume aussi)
    ici pas de souci (mole a mole)
    dans ta solution tu n'a plus que des H2PO4- tu ajoutes des NaOH il se forme HPO42-
    Tu peux appliquer ta relation d'henderson hasselbach ph tamponh=pKa(c base/c acide) (c =concentration)
    sachant que c base= HPO42- formés
    et c acide= H2PO4- restant

    c base= (V NAOH X C NaOH)/V TOTAL
    C acide= [(V H3PO4 X C H3PO4)/VT]-(VNaOHX C NaOH)/VT
    Tes Vt s'en vont tu trouves alors VNaOH seul inconnu
    tu l'ajoutes au volume que tu as du obtenir pour atteindre la première équivalence, tu obtiens le volume de NaOH a ajouter pour obtenir le tampon
    j'espère que j'ai été clair pose questions si tu comprend pas
    pour les autres questions c toujours un peu pareil donc di ou tu bloques!
    Je met pas qu'une quantité de matière est égale a un volume, c'est juste : n = c*v mais comme je connais déja les concentrations initiales, si C = 1 mol/L alors n = V par exemple ^^

    Pour le premier je suis casiment sure d'avoir fait juste.

    Bon donc pour celles ou jai du mal :

    - KH2PO4 et de K2HPO4 chacune à 1 mol/L :
    KH2PO4 --> K+ + H2PO4-
    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-

    nH2PO4- = 1*Va
    nHPO42- = 1*Vb

    Après je résoud simplement le systéme ?


    - une solution de K2HPO4 1,2 mol/L et une solution de HCL à 1mol/L

    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-
    HCL --> H3O+ + CL-

    HPO42- + H3O+ = H2PO4- + H2O

    nHPO42- = 1,2Va - 4Vb
    nH2PO4- = 4Vb

    Je résoud le système ensuite ?
     

  8. cadetr

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    69

    Re : Solutions tampons

    Dommage!!
    Elle existe aussi pour un monoacide!!

    Et elle est facile a démontré. Si ça t'intéresse je pourrai te la donner avec le raisonnement!

    Et en plus ça marche!
     

  9. digéridou

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Âge
    28
    Messages
    73

    Re : Solutions tampons

    salut cadetr!
    en fait cette formule m'intéresse parce que faire chaque équivalence une par une et tout et tout y a moyen de se tromper alors si tu pouvais me la démontrer sré chouette!
    merci!
     

  10. digéridou

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Âge
    28
    Messages
    73

    Re : Solutions tampons

    Citation Envoyé par Kanami Voir le message
    Merci de vos réponses

    Par contre cadetr je n'ai jamais apprise cette formule, je ne pense pas que le prof soit content que je lui sorte une formule de ce genre
    Mais bonne formule pour vérifier ^^



    Je met pas qu'une quantité de matière est égale a un volume, c'est juste : n = c*v mais comme je connais déja les concentrations initiales, si C = 1 mol/L alors n = V par exemple ^^

    Pour le premier je suis casiment sure d'avoir fait juste.

    Bon donc pour celles ou jai du mal :

    - KH2PO4 et de K2HPO4 chacune à 1 mol/L :
    KH2PO4 --> K+ + H2PO4-
    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-

    nH2PO4- = 1*Va
    nHPO42- = 1*Vb

    Après je résoud simplement le systéme ?


    - une solution de K2HPO4 1,2 mol/L et une solution de HCL à 1mol/L

    K2HPO4 --> 2K+ + HPO42-
    HCL --> H3O+ + CL-

    HPO42- + H3O+ = H2PO4- + H2O

    nHPO42- = 1,2Va - 4Vb
    nH2PO4- = 4Vb

    Je résoud le système ensuite ?
    ba il me semble que je t'ai tout expliqué dans mon post pour moi pas de système je t'ai mis comment je résonne alors soit tu lis pas
    soit tu comprend pas dans ce cas la dis moi ou
     

  11. cadetr

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    69

    Re : Solutions tampons

    Citation Envoyé par digéridou Voir le message
    salut cadetr!
    en fait cette formule m'intéresse parce que faire chaque équivalence une par une et tout et tout y a moyen de se tromper alors si tu pouvais me la démontrer sré chouette!
    merci!

    Salut,

    Je te la démontre pour un monoacide type BH+

    BH+ + OH- ==> B + H2O

    a: le nombre initial de mole d'acide
    b: le nombre de mole de base forte ajoutés

    A l'équilibre de neutralisation, il se sera formé b mole de base conjugué (B) à l'acide (BH+) et il restera donc (b-a) moles d'acide.
    Le rapport des concentrations es égal au rapport du nombre de moles

    [B]/[BH+] = nB/nBH+ = b/(b-a) = p

    de plus on a Ka = ([B]*[H+])/[BH+]
    donc pH = pKa + log ([B]/[BH+])
    donc log ([B]/[BH+]) = log p = pKa-pH

    donc tu as b/(b-a) = p

    donc b = nOH- ajoutés
    b = a*p/(p+1)
    b = n OH- = COH * VOH
    et a = [BH+] * VBH+

    donc b= COH * VOH
    = a*p/(p+1) = VBH+ *[BH+] *p/(p+1)
    il suffit alors de calculer VOH!!!

    La démonstration est un peu plus difficile pour un poly acide mais faisable aussi.....

    J'espère que c'est assez claire!

    A+
     

  12. Kanami

    Date d'inscription
    octobre 2006
    Messages
    128

    Re : Solutions tampons

    Citation Envoyé par digéridou Voir le message
    ba il me semble que je t'ai tout expliqué dans mon post pour moi pas de système je t'ai mis comment je résonne alors soit tu lis pas
    soit tu comprend pas dans ce cas la dis moi ou
    J'ai compris ce que tu as fait ya pas de problème mais le prof veut qu'on lui sorte son systéme... lol donc j'ai réussi a le faire pour le premier mélange mais pour les autres j'ai du mal ... enfin c'est pas grave je vais rendre mon DM tel quel on verra ce qu'il en est a la correction
     


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