Problème de calcul d'une Solution tampon

[bbenoit]

Bonjour à tous,

J'ai un problème pour calculer la quantité de NH4Cl à prendre pour faire une solution tampon.

Données:
Ma solution tampon est faite à partir de NaOH et de NH4Cl.
Le volume final vaut 50ml
Le pH du tampon doit valoir 9
On me dit qu'au départ j'ai une solution de NaOH 1M et du NH4Cl 20% (poids/volume)
Je dois prèlever suivant le mode opératoire de la manipulation 5ml de NaOH et je dois calculer la quantité de NH4Cl à utiliser pour fabriquer mon tampon.


D'avance, merci pour votre aide.

[moco]

Il faut connaître le Ka (ou le pKa) de NH4+ ou le Kb (ou le pKb) de NH4^+, ce que tu ne donnes pas.

[bbenoit]

Voici les données manquantes:

le pKa du couple NH4+/NH3 est de 9.2
La masse molaire du NH4Cl vaut 53.5 g/mole
La masse molaire du NaOH vaut 39.9971 g/mole

A défaut de la réponse au calcul, pouvez vous me dire si mon équation est bonne?

NaOH + 2 NH4Cl donne NH4OH+NH4Cl+NaCl

Si l'ammoniaque et le chlorure d'ammonium joue le rôle de tampon.
A quoi sert le sel?

Merci pour votre aide.

[moco]

Il y a un NH4Cl de trop dans ton équation. Cela doit être :
NH4Cl + NaOH --> NaCl + NH3 + H2O
NH4OH n'existe pas.
ceci dit, tu dois utiliser le Ka qu'on te donne, et qui se rapporte à l'équation :
NH4+ --> NH3 + H+
Ka = [NH3][H+]/[NH4+] = 10^-9.2 = 6.3 10^-10
Comme [H+] = 10^-9, on tire que le rapport [NH3]/[NH4+] = 0.63
Les 5 ml de NaOH 1 M vont servir à fabriquer NH3 aux dépens de NH4+. Tu vas donc fabriquer 0.005 mole de NH3. Et il devra rester 0.005/0.63 = 0.008 mol de NH4+ en solution.
Tu devras donc ajouter 0.005 + 0.008 = 0.013 mole de NH4Cl à ton NaOH pour obtenir le bon pH.

[bbenoit]

Mais est ce qu'au final, on ne doit pas avoir du NH4Cl dans la solution?
Sinon,au final dans la solution, je n'ai pas mon couple acido-basique qui joue le rôle de tampon, le couple NH4+/NH3.
Le NH4Cl on ne le retrouve pas à la fin de l'équation que tu me donnes.

Cela dit merci beaucoup pour le calcul!

[moco]

On dirait que tu as vraiment de la peine.
Si on prend 13 millimole de NH4+, et qu'on en détruit 5 pour faire NH3 avec l'équation donnée, il en reste encore : 13 - 5 = 8 millimole qui n'ont pas réagi, et restent donc dans la solution.

[bbenoit]

Merci beaucoup. J'ai enfin compris!