Calcul de constante de réaction

[Valentin123]

Bonjour,

Voici l'énoncé de mon exercice.

"On mélange Va = 10 mL d'acide chlorhydrique (H₃O⁺ + Cl^-) à la concentration apportée Ca = 0,010 mol.L^-1 avec Vb = 20 mL d'ammoniac NH₃ à la concentration apportée Cb = 0,010 mol.L-1. On obtient une solution S.

a) Ecrire l'équation de la réaction chimique qui se produit.
b) Calculer la constante de la réaction et montrer que la réaction est totale."

Pour la question a) j'ai répondu : (H₃O⁺ + Cl^-) + NH₃ ---> NH₄⁺ + Cl^- (+H₂O)

Mais la question b) me pose problème : Je pose K =[NH₄⁺][ Cl^-]/[H₃O⁺][NH₃][Cl^-].

En appliquant numériquement : K = (10^-2)²/(10^-2)³ = 10²

Ce résultat semble faux puisqu'une réaction est qualifiée de totale à partir de K = 10³.

Pouvez-vous me dire ce qui ne va pas dans ma méthode de calcul de K ?

Merci par avance
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[moco]

On ne comprend pas très bien ce que tu cherches.
Dans ton mélange, tu as introduit 0.1 millimole de HCl et 0.2 millimole de NH3. Après réaction, le mélange résultant contient 0.1 millimole d'ion ammonium et il reste 0.1 millimole de NH3. D'habitude, quand on aborde un problème comme le tien, on demande de calculer le pH du mélange formé, et il faut pour cela connaître la constante Ka du couple NH4+/NH3. Mais apparemment ce n'est pas ce que tu cherches. Et toi, tu élèves des valeurs numériques au cube et au carré. Pourquoi ? Et que cherches-tu avec tes cubes et tes carrés ? De quoi s'agit-il ? A quoi cela sert ? Où veux-tu en venir ?

[Valentin123]

Merci de ta réponse, je précise mon calcul :

K =[NH4+][ Cl-]/[H3O+][NH3][Cl-]

avec la concentration de chacune des espèces qui vaut 10^-2 mol.L^-1 j'obtiens (10^-2x10^-2)/(10^-2x10^-2x10^-2) d'où le carré et le cube.

En effet il m'est demandé de trouver le pH de la solution plus tard dans l'exercice et la constante Ka du couple NH4+/NH3 m'est donnée (Ka = 9,2) mais je pense être capable de pouvoir répondre à cette question seul .
Ou alors y faites vous allusion car le Ka est nécessaire pour calculer la constante de réaction ?

[moco]

Ta formule de K est stupide. Il ne faut pas faire intervenir la concentration de l'ion chlorure, puisque cet ion ne participe pas à l'équilibre, et que sa concentration ne change pas pendant l'avancement de la réaction. On peut donc la biffer dans la formule de K.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Valentin123]

D'accord, merci pour cette précision, quoi qu'il en soit [Cl-] se trouvant au numérateur et au dénominateur s'annulent et le résultat reste donc le même.
K =[NH4+]/[H3O+][NH3]=10²<10³.

Est-ce la bonne formule de K ? Si non quelle est l'erreur ?

[Valentin123]

Quelqu'un peut-il m'éclairer ?

Je ne comprends pas où mon erreur dans cette formule simple avec si peu de valeurs.

[jeanne08]

La réaction qui a lieu est H3O+ + NH3 = NH4+ + H2O
On te demande la valeur de la constante d'équilibre de cette réaction ... et si tu l'écris tu dois reconnaître , quelque part ... quelque chose qui "ressemble" à la constante Ka du couple NH4+/NH3 que l'on t'a donné. Bref tu trouves une constante de réaction très grande donc la réaction est quasi totale
la constante K en question ne sera vérifiée qu'après réaction entre les réactifs mélangés mais pas avec les concentrations de départ : une constante d'équilibre est vérifiée quand l'équilibre est établi .

[Valentin123]

Merci beaucoup !

Je pense avoir compris :

Ka=[H3O+][NH3]/[NH4+]
donc
K =[NH4+]/[H3O+][NH3] = 1/Ka avec pKa=9,2 => Ka=10^-pKa soit Ka=10^-9,2

donc K=1/10^-9,2=10^9,2.

Me validez vous ?

[Arterrevil]

bonsoir, ]
tu pars de la constante d'équilibre K qui est bien k=[nh4+]/[h3o+][NH3]. le ka est celui du couple acide base nh4+/nh3. (10^-9.2 comme trouvé).
Seulement maintenant il te faut appliquer les concentrations à l'équilibre et pas uniquement les concentrations initiales. donc, tu dois fais intervenir des "x" dans ta réaction. par exemple , 0,01-x dans les réactifs et 0.01 +x dans les produits. après çà, il te reste à trouver "x" à remplacer dans la réaction à l'équilibre et tu obtiens les nouvelles concentrations.