Pourquoi observe on un saut de pH lors d'un dosage?

[invite876467890]

Bonsoir à tous

je souhaiterai comprendre la notion de "saut de ph", car j'ai vraiment du mal à interpréter cette variation brutale, lors d'un titrage d'un acide aminé avec de la soude par exemple..

J'ai trouvé cette explication :

Suppose que tu doses un volume Vi d'acide par une base (de concentration C).
Soit Ni la quantité initiale d'acide.
Soit N=C.V la quantité de base versée à un instant t
Alors la quantité d'ions H3O+ varie selon : n(H3O+) = Ni - C.V (linéairement)
En revanche, la concentration, elle ne varie pas linéairement (il faut diviser par le volume totale de la solution : Vi + V)
==>[H3O+] = (Ni - C.V)/(Vi+V)
D'autre part, le pH fait intervenir un logarithme (très sensible à la moindre variation !!)
pH= - log[H3O+]
Donc aux alentours de l'équivalence (lorsque C.V est presque égal à Ni) les variatons de pH sont très importantes pour une faible variation de V.

Mais je ne comprends toujours pas..On divise à chaque instant la quantité de H3O+ par (Vi+V), alors pourquoi cette variation si brutale?
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[jeanne08]

Je vais tenter une autre explication ... beaucoup plus qualitative ...
Soit un volume donné d'acide faible AH ( pKa = 5 ) auquel on ajoute progressivement une solution de soude .On fait, lors de l'ajout de soude, la réaction AH + OH- -> A- + H2O . Cette réaction est quasi-totale et donc , avant l'équivalence les OH- ajoutés sont consommés et le pH varie peu ( autour de la valeur 5 ) . Quand il n'y a quasi plus de A- on est à l'équivalence et la goutte de soude en trop n'a plus d'acide avec qui réagir donc s'accumule et le pH devient (faiblement) basique tout d'un coup ( ~8 - 9 ) . On a donc un saut de pH . Au dela la soude ajoutée s'accumule mais sur une echelle logarithmique le fait de passer d'une concentration de 10^-5 à 10^-4 mol/L ( soit concentration multipliée par 10 ) fait passer le pH de 9 à 10 ... le saut est passé ...

[invite876467890]

Aaaah c'est bon, merci à toi, j'avais fais quelques tests numériques avant mais je n'étais pas allé jusqu'à l'équivalence, quel benet! (au passage, est ce que tu ne voulais pas plutôt dire "Quand il n'y a quasi plus de AH"?

Pour résumer, si j'assigne des valeurs numériques positives aux acides présents dans ma solution, et négatives pour la base ajoutée, dans cet exemple, le saut de pH correspond au passage d'une variation de -2 à une variation de -1 après l'équivalence, c'est bien ça? (une base ajoutée = -1)

t 0 : +10
t 1 : +10 -1 ----> reste : +9 -1 bilan : 8
t 2 : +9 -1 ----> reste : +8 -2 bilan : 6
t 3 : +8 -1 ----> reste : +7 -3 bilan : 4
t 4 : +7 -1 ----> reste : +6 -4 bilan : 2
t 5 : +6 -1 ----> reste : +5 -5 bilan : 0
t 6 : +5 -1 ----> reste : +4 -6 bilan : -2
t 7 : +4 -1 ----> reste : +3 -7 bilan : -4
t 8 : +3 -1 ----> reste : +2 -8 bilan : -6
t 9 : +2 -1 ----> reste : +1 -9 bilan : -8
t10 : +1 -1 ----> reste : +0 -10 bilan : -10
t11 : 0 -1 ----> reste : -11 bilan : -11
t12 : 0 -1 ----> reste : -12 bilan : -12
t13 : 0 -1 ----> reste : -13 bilan : -14

[jeanne08]

"Quand il n'y a quasi plus de AH" oui tu as bien rectifié !

Je ne comprends pas ton calcul ...n'oublie pas que le pH est une echelle logarithmique ...

Si tu veux faire un calcul très simple : 1L de solution contient 0.1 mol de H3O+ et on y ajoute 0.1*x mol de OH- : on fait la réaction H3O+ + OH- -> 2H2O quasi totale et l'équivalence a lieu pour x = 1
- avant l'équivalence les OH- sont consommés et il reste 0.1(1-x) mol/L de H3O+ . Tu peux donc calculer le pH pour x = 0.5puis 0.9 et 0.99
- après l'équivalence il y a du rab de OH et (OH-) = 0.1(x-1) et (H3O+ )= 10^-14 /0.1(1-x) et tu peux calculer le pH pour x = 1.01 puis 1.1 puis 1.2 puis 1.5
tu constateras que pour x allant de 0.99 à x = 1.01 tu as un saut de pH important .

[A voir en vidéo sur Futura]