calcul de ph d'une solution base forte/acide faible

logan138 · 22/09/2008 - 11h10

bonjour,

J'ai 2 questions qui sont dependantes l'une de l'autre

J'ai besoin de connaitre la quantité de Ca2+ présent dns une solution. Cette solution est constituée de Ca(OH)2 mis en large exces et de l'acide citrique ajouter de tel manière à ce que le pH soit de 4.5

Mes problèmes :

1) J'ai beau chercher sur le net, je ne trouve pas un site qui me donne la même info sur la solubilité de la Chaux éteinte.

Sur un site, je trouve le produit de solubilité qui est selon eux Ks = 8.0x10^-6

et donc la solubilité du Ca2+ est de 1.3x10^-2 mol/L (ici)

Sur les sites des fournisseurs, la solubilité de la chaux est annoncée à 1.7 ou 1.65 g/L (valeur tres proche) et donc quand je recalcule la solubilité, moi, je trouve 2.3x10^-2mol/L.

Alors déja est ce que quelqu un pourrais me dire si je sais pu calculer, si je suis un gros bloulet ou si mon calcul est bon et surtout quelle est la bonne valeur pour la Chaux (solubilité ou produit de solubilité peu importe)

2 ) j'ai beau chercher dans mes cours de licence, je ne retrouve plus les formules pour calculer le ph d'une solution de base forte et d'acide (faible il me semble pour l'acide citrique) avec plusieurs pka (ici).

En fait, la solution est faites de la façon suivante :

ajout de chaux éteinte en large excès

ajustement du pH à 4.5 avec de l'acide citrique.

Mais je ne connais pas la quantité d'acide qui a été ajouté

Pourriez vous me dire comment calculer (si c'est possible) la quantité de Ca 2+ qui se solubilise car si je me trompe pas quand on va ajouter l'acide, les OH- libéré par la chaux va réagir avec l'acide et donc l'équilibre de solubilité de la chaux va etre déplacer vers la formation de Ca2+

enfin voila

j'espere que mon explication est pas trop compliqué

merci d'avance pour vos réponse

Logan

laugen · 22/09/2008 - 18h33

Effectivement, l'ajout d'acide va déplacer l'équilibre de précipitation vers la dissolution de la chaux.
Tu ne peux donc pas utiliser la valeur de la solubilité qui n'est valable que dans l'eau pure.
Pour calculer la concentration en ions calcium, le plus simple est d'utiliser la valeur du pH et le Ks.

Tu as Ks = [Ca2+][OH-]²
Tu connais Ks et tu connais [OH-], puisque tu connais le pH. Tu peux donc calculer la concentration des ions calcium facilement.

moco · 22/09/2008 - 20h01

Quand tu dissous de la chaux Ca(OH)₂, la solution est basique. Quand tu y rajoutes de l'acide, qu'il soit citrique ou non, tu détruit la base. Après adjonction, il n'y a plus de Ca(OH)₂ dans ta solution. Il y a certes des ions Calcium, mais il n'y a plus de ions OH^-. Inutile de chercher à utilise le produit de solubilité de Ca(OH)₂. Cette substance a disparu. Ta solution contient du citrate de calcium.

Si ta solution initiale contient 1.3 10^-2 mol de Ca²⁺ par litre, il y aura la même concentration de Ca²⁺ à la fin. Mais la concentration de ion OH^- sera extrêmement faible, puisque le pH est de 4.5. Elle sera de 10^-9.5 = 3 10^-10 mol par litre.

Par contre la concentration de ion citrate dépend de la formule de cet ion citrate. Si ce ion est chargé 2-, ce qui est probable, sa concentration sera la même que celle du ion calcium, donc 1.3 10^-2.

laugen · 22/09/2008 - 20h30

Décidément, il faut que je pense à regarder les valeurs.
Tu as raison moco, à ce pH, il est évident que la chaux a complètement disparue et que tout le calcium est passé en solution. Pas besoin de calculs compliqués (pour la concentration en calcium en tous cas).

logan138 · 23/09/2008 - 08h59

Merci pour vos réponses

En fait, je crois que j'ai du mal m'expliquer
voila, donc, a priori, la chaux est ajouter en tres large excès (depot dans le fond) puis de l'acide citrique est ajouter pour ramener le ph à 4.7

En effet, j'ai fait des recherche et il existe un complexe de citrate de calcium (ici) (qui a priori au pH de 4.7 est de la forme Ca3(C6H5O7)2 et Ca(C6H5O7))

En fait, j'ai besoin de determiner si j'ai encore du calcium sous forme Ca2+ et en quel quantité

Le probleme devient plus complexe a cause de la formation de ce complexe qui va également deplacer l'equilibre de la cahux vers la solubilisation

A pH 12.4 (pH d'une solution saturé en chaux), a priori, il y a 0.023 mol/L de Ca2+
Mais a pH 4.7, je calcul une concentratin en Ca2+ de 4.78x10^13
Y a surement un probleme nan?
Ou alors le précipiter qu'on observe a la fin serait ce du Citrate de Calcium?
Si oui, ça rend encore plus complexe les choses .....

merci d'avance pour vos lumière

Logan

laugen · 23/09/2008 - 10h21

Comme l'a expliqué moco, a priori, à ce pH la chaux ne devrait plus exister.
Si il reste de l'hydroxyde de calcium au fond c'est que le système n'est pas à l'équilibre. Tu ne pourrais alors rien calculer du tout.