concentrations des dissociations de H3PO4

[cindy06]

Bonjour j'aimerai avoir une confirmation sur ce que je pense faire pour résoudre l'exercice suivant:
On considère une solution d'acide phosphorique à 0.1 mol/L tamponnée à pH=7.Déterminer les concentrations des différentes espèces acido-basiques issues de l'acide phosphorique.

Alors tout d'abord les espèces sont les suivantes H2PO4 - , HPO4 2- et PO4 3-. de plus on sait que Ka = [H3O+][H2PO4 -]/H3PO4
donc comme les différents pKa sont 2,1;7,2;12,5 je compté l'utiliser par contre me pose le problème de [H3O+]=10^-pH mais ici le pH je dois prendre quoi??? et je dois le changer pour chaque espèce en plus!! merci de m'aider

[pluton35]

On considère une solution d'acide phosphorique à 0.1 mol/L tamponnée à pH=7 ...
... par contre me pose le problème de [H3O+]=10^-pH mais ici le pH je dois prendre quoi??? et je dois le changer pour chaque espèce en plus!! merci de m'aider

Si ta solution est tamponée à pH=7 alors le pH=7. Il va pas changer parce que tu calcules les concentrations des différentes espèces.

[cindy06]

mais je trouve une concentration un tout petit peu élevée: 7943 mol/L pour H2PO4-

[Gotferdom]

un tout petit peu élevée: 7943 mol/L pour H2PO4-

si peu ... .

tu as le pH donc la concenration en H3O+, la concentration initiale en acide, et à partir des Ka tu déduis tout le reste ... tu as du faire une petite erreur de calcul ...

[cindy06]

si tu le dis mais j'ai beau refaire le calcul je trouve la même chose! tu trouves quoi???

[Gotferdom]

tiens j'ai du faire une petite erreur de calcul
la suite bientôt ...

[pluton35]

bon je vois que ça n'a pas avancé des masses. Vous êtes sûrs que vous prenez bien le Ka et pas le pKa ?? Parce que Ka=10^-12.5 alors même divisé par 10^-7 ça fait du petit chiffre ça!

[Gotferdom]

ben pour le 1er pka c'est 2.1 ...

[cindy06]

oui pr PO4 3- c'est bon on trouve pas un petit chiffre mais pas pour les 2 premier

[orion77]

Oui effectivement je trouve également une concentration de 10^3.9 pour H2PO4- mais il doit y avoir un truc que j'ai oublié on est dans le domaine de prédominance de H2PO4- mais ça fait beaucoup.

[Gotferdom]

ben pour moi les calculs de concentration sont loin (je sais pourquoi j'aimais pas la chimie en prépa ... ) mais intuitivement (bon ça t'avancera pas trop cindy06 m'enfin ...): le problème vient évidemment du fait qu'on est en milieu tampon et que pour contrebalancer la diminution du pH lié à l'ajout d'acide, il faut que la concntration en base associée grimpe en flèche (pour rester à pH 7), d'où cette concentration en H2PO4- ... alors que la potentielle baisse de pH devrait être encaissée par le tampon, et non par la base associée à l'acide phosphorique. Notre erreur vient de là.
Maintenant techniquement, comment ça se calcule

[moco]

Aux alentours de pH 7, tu dois ne te préoccuper que de l'équilibre :
H2PO4^- ---> H+ + HPO4^2-
dont la constante est :
K = 10^-7.2 = 6.3 10^-8 = [H+][HPO4^2-]/[H2PO4^-]
Et si [H+] = 10^-7, il s'ensuit que :
[HPO4^2-]/[H2PO4^-] = 6.3 10^-8/10^-7 = 0.63
En posant [HPO4^2-] = x, et [H2PO4^-] = 0.1 - x
on tire :
x/(0.1-x) = 0.63 ; x = 0.063 - 0.63 x ; 1.63 x = 0.063
Donc : x = 0.0386
Les concentrations finales sont :
[HPO4^2-] = 0.0386 M ; et [H2PO4^-] = 0.0614 M

[orion77]

J'ai un peu réfléchi au problème et je pense que l'erreur vient du fait que la concentration de H3PO4 n'est plus de 0.1 mol.L-1 ce qui devrait être logique étant donné le pH enfin peutêtre que je me trompe.
Aussi non je peux proposer les rapports des concentrations:
[HPO4]/[PO4]=10^5.3 [HPO4]/[H2PO4]=10^-0.2 [HPO4]/[H3PO4]=10^4.6