Acide / base

[titou-29]

Bonjour je n'arrive pas a résoudre cet exercice:

1)a) A 25°C une solution A est préparée en dissolvant 13 g de cyanure de potassium (KCN) dans un litre d'eau. Ecrire la réaction et calculer le ph de la solution A


J'ai trouvé comme équation CN- + H20 = HCN + OH-

mais je suis bloqué pour trouver le pH
je sais que le pka (HCN/CN-)=9.3


b) un mL de la solution A est introduite dans un litre d'eau. On obtient une solution B.

je ne vois pas pourquoi ça changerai


2) dans un litre de solution A, on introduit X moles de chlorure d'hydrogène gazeux. On obtient une solution C de ph=9.3
déterminez X.

Je suis totalement perdue pour cette question


Merci d'avance

[titou-29]

pour la 1)b) il faut trouver le ph de la solution b ^^

[moco]

K_a = [CN^-][H⁺]/[HCN] = 10^-9.3
La masse molaire de KCN vaut : 39 + 12 + 14 = 65 g/mol
Si tu dissous 13 g KCN, c'est 0.2 mol.
Sur ces 0.2 mol de CN^- par litre, une fraction x va se transformer en HCN. Il restera 0.2 - x mol de CN^-. Mais tu ne connais pas H⁺. On n'est pas vraiment avancé. Il faut partir par une autre voie

Il vaut mieux utiliser l'équation avec Kb, donc :
CN^- + H₂O --> HCN + OH^-, dont le Kb vaut : [HCN][OH-]/[CN-] = 10^-14/10^-9.3 = 10^-4.7.
On pose que [HCN] = [OH-] = x.
x²/(0.2 - x) = 10^-4.7

C'est une équation du 2ème degré. Tu la résous. Tu trouves x. Tu en tires [H+] qui sera 10^-14/x. Donc tu as le pH.

Dans le problème, ta solution est diluée 1000 fois. Donc tu peux refaire tous les calculs, mais en partant d'une solution 0.0002 molaire.

[miragef1]

Salut !

a) CN- est une base faible. Je pense que tu peux utiliser la formule suivante
pH = 1/2 (14 + pka + log [CN-]initial)

Ensuite tu dois vérifier que les deux hypothèses que cette formule implique sont vérifiées. A savoir, le pH ne doit pas être compris en 6,5 et 7,5 (autoprotolyse de l'eau) et pas non plus entre pKa - 1 et pKa + 1 (zone de virage du couple acide base)

Si une des deux hypothèses n'est pas vérifiées (je n'ai pas fait le calcul), il faut que tu passes par des equations. Déjà tu connais le Ka vu que tu as le pKa. Ka = 10^-pKa (c'est bien ça non?)

Ensuite tu exprimes le Ka de ta réaction en fonction des activités puis des concentrations.
Tu dois pouvoir ensuite exprimer ton Ka suivant la concentration de H₃O⁺, Ke et peut être [CN^-]initial grâce :
- conservation de la matière
- éléctroneutralité (ne pas oublier les produits de l'autoprotolyse de l'eau)
- autoprotolyse de l'eau qui te donne [H₃O⁺] en fonction de Ke et [HO^-

Tu devrais pouvoir t'en sortir comme ça (je n'en suis pas sûr, j'ai pas tenté).
Sinon après tu peux peut être passer par le coefficient de dissociation avec un tableau d'avancement. Tu t'en sers pour exprimer les concentrations dans Ka et ensuite tu déduis la valeur de ton coeff de dissociation. Donc finalement tu auras ta concentration de HO^-, donc de H₃O⁺ et tu peux avoir ton pH aussi ainsi. Bon, pas facile facile à première vue ...

b) Cela change énormément la concentration de CN- ! Tu as une grosse dilution. A mon avis, dans la question a), la formule simplifiée est utilisable, mais plus dans la question b)

Donc si les hypothèses ne sont pas vérifiées, appliques une des formules que je t'ai mises au dessus (je pense que ça devrait aller ...)

2) Cette question, la réponse ne me saute pas aux yeux mais c'est un effet d'ion commun je pense. Il faudra donc que tu fasses attention à bien prendre en compte les ions apportés par le chlorure d'hydroxyde (qui sera d'ailleurs une inconnue vu que c'est ce que tu cherches)



Bon par contre je tiens à mettre en garde, je ne suis pas un prof. Je suis en L1, c'est mon programme de chimie de cette année, je suis en période d'exam donc j'ai révisé, mais il est possible que je me trompe (d'ailleurs ça m'aiderait de savoir si je me trompe ou non, histoire que je ne fasse pas ça en exam ...)

Bonne soirée !

[jeanne08]

pour la dernière question : le chlorure d'hydrogène HCl se dissocie en soltion en H3O+ et Cl- . Les ions chlorures sont spectateurs mais les ions H3O+ réagissent avec la base cyanure qui est là selon la réaction quasitotale
H3O+ + CN- -> H2O + HCN
Tu fais ton tableau d'avancement avec les quantités initiales de CN- (0,2 mol) H3O+ ( x mol ) sachant qu'à la fin il ne reste quasi plus de H3O+ ( le pH est 9,3 , il y donc moins de 10^-9 mol de H3O+ ) .... et tu n'as plus qu'à remplacer dans Ka ....

[titou-29]

Merci pour vos réponces!

Pour la premiere il suffit de calculer le pOH car il n'y a que Cn- une basse faible en solution
cela donne pOH=0.5pKB - 0.5logC
= 0.5*4.7-0.5log (13/65.1)/1
=2.69
d'ou un pH=11.3

finalement j'y arrive ^^

[miragef1]

Effectivement on trouve la même chose avec ma formule. Mais je préfère la mienne