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[Chimie] [Licence] Réaction prépondérente

  1. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Très bien ! Je voulais surtout "Lima", le reste était moins important...

    -----

     


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  2. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
    Âge
    30
    Messages
    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Ok, allons-y :

    Citation Envoyé par benjy_star
    2. A un volume V1 = 20.0 mL d'une solution d'acide oxalique de concentration c1 , on ajoute un volume V2 = 5.0 mL de solution de soude de concentration c2 = 0.20 mol.L-1 . Calculer le pH à l'aide de la méthode de la réaction prépondérante.

    Données : Constantes d'acidité de l'acide oxalique : pKa1 = 1.2 et pKa2 = 3.75

    Acide oxalique = H2C2O4 = AH2 .
    Au départ, dans mes 20 mL de solution, j'ai pH = [H3O+] = 1,24
    Soit nH3O+ = c1 * V1 = 10-1,24 * 0.0200 = 1,15 10-3 mol
    nHO- = c2 * V2 = 0.20 * 0.0050 = 1,0 10-3 mol
    nAH2 = 10-2,48

    J'ai une quantité non négligeable de H3O+ et de HO-
    Ma réaction prépondérante est donc :
    , de constante d'équilibre 1014

    La constante d'équilibre de

    est de : je peux la négliger.

    Et celle de :
    est de
    Mais puisque les HA2 ont pratiquement tous disparus, je peux donc la négliger.

    Mais si je prends :
    , j'ai pas mal de HA-, et la constante d'équilibre est élevée : mais quand même 10000 fois plus petite que (1)

    Si je néglige ces réactions, je peux toute les négliger.
    Je ne garde donc que (1).

    On la considère comme totale, ce qui nous fait nH3O+final = nH3O+initial - nHO-initial = 1,5 10-4 mol (car les H3O+ sont en excès)
    D'où

    Non, pas les mines, pitié !!
     

  3. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Citation Envoyé par g_h
    Non, pas les mines, pitié !!
    Et pourtant !

    Je te rappelle la méthode OLIGATOIRE :

    La méthode :

    1 Faire l'inventaires des espèces.

    2. Identifier la réaction prépondérente :
    =======> si elle est quantitative, faire le bilan de matière après réaction, et reprendre ce "schéma" du début.
    =======> non quantitative ? résoudre l'équation obtenue avec d'éventuelles approximation.

    3. Vérifier la validiter des hypothèses.
    Tu m'as parlé d'une quantité de H3O+, tu as donc considéré l'acide la plus fort. Mais une fois que tu l'auras consommé, il faut bien de dire que le AH2 va se redissocier, et que OH- va réattaquer H3O+ etc...

    Bref, tu t'es compliqué la vie. Le plus simple, c'est de te tenir aux espèces que l'on te donne, à savoir AH2, H2O, OH-.

    Après seulement, tu peux continuer...
     

  4. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
    Âge
    30
    Messages
    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente



    Citation Envoyé par benjy_star
    Bref, tu t'es compliqué la vie. Le plus simple, c'est de te tenir aux espèces que l'on te donne, à savoir AH2, H2O, OH-.
    Un jour, j'y arriverai...

    A l'état initial :
    Nombre de moles de : 0.10 * 0.020 = 0.0020 mol
    Nombre de moles de : 0.20 * 0.0050 = 0.0010 mol

    La réaction prépondérante est :
    de constante
    Elle est totale.
    Le réactif en excès est

    On a donc au final 0.0010 mol de , et autant de
    Soit une concentration de
    Réactions suivantes :
    constante
    NEGLIGEABLE pour les mêmes raisons qu'au 1)

    On a
    d'où
    => pH = 1,69

    Et la concentration finale en HA- vaut donc

    Vérification : en négligeant (2) on néglige les H3O+ apportés par cette réaction. Ils sont fabriqués en même quantité que les A2-.
    On a donc supposé que la concentration finale en A2- était négligeable.
    Or, cette concentration vaut ce qui est en effet négligeable devant les concentrations initiales.

    (boum ? )
     

  5. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Citation Envoyé par g_h
    (boum ? )
    PAs du tout !!!





    Très très bien ! Je crois que tu as saisi le truc... Je te reposte le deuxième exercice, pour faciliter la lecture...
     


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  6. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Utilisation de la méthode de la réaction prépondérente pour calculer le pH d'une solution de volume V = 500.0 mL obtenue en dissolvant 0.05 moles d'acide formique (pKa1 = 3.75) et 0.05 mole d'ammoniac (pKa2 = 9.25).

    La méthode :

    1 Faire l'inventaires des espèces.

    2. Identifier la réaction prépondérente :
    =======> si elle est quantitative, faire le bilan de matière après réaction, et reprendre ce "schéma" du début.
    =======> non quantitative ? résoudre l'équation obtenue avec d'éventuelles approximation.

    3. Vérifier la validiter des hypothèses.
     

  7. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
    Âge
    30
    Messages
    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Yess !

    Juste une précision quand même, avant de passer au suivant (que je ferai demain)
    Qu'apelles-tu exactement "réaction quantitative / non quantitative" ?

    Merci en tous cas !!
     

  8. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Ah ok ! C'est simplement une réaction totale ou non. Donc si K = 1 000 000, là elle est quantitative, et on n'a pas besoin d'utiliser K pour calculer les espèces après réaction.
     

  9. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    OK ! Au suivant alors !

    Citation Envoyé par benjy_star
    Utilisation de la méthode de la réaction prépondérente pour calculer le pH d'une solution de volume V = 500.0 mL obtenue en dissolvant 0.05 moles d'acide formique (pKa1 = 3.75) et 0.05 mole d'ammoniac (pKa2 = 9.25).
    On a au départ :
    en excès

    L'échelle d'acidité nous donne la réaction prépondérante :

    Par contre, pKA2 est associé à quoi ? A la réaction d'hydrolyse de NH3 ? (qui donne NH2- ? NH4+ )
    C'est quoi le couple mis en jeu ici ? (j'ai pas envie d'écrire n'importe quoi, je vais attendre la réponse )
     

  10. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    L'échelle d'acidité nous donne la réaction prépondérante :
    OK, pas de soucis, très bien !

    Par contre, pKA2 est associé à quoi ? A la réaction d'hydrolyse de NH3 ? (qui donne NH2- ? NH4+ )
    Oula, surtout pas ! Tu fais bien de poser la question.

    Petit rappel : dans le cas de l'eau (et on peut extropler à touts les solvants, comme l'acide acétique) l'acide le plus fort qui puisse exister est H3O+ et la base la plus forte OH-.

    Le pKa de NH3/NH2- est de l'ordre de 35, NH2- est donc une base plus forte que l'eau et on aura forcément la réaction :

    H2O + NH2- --> OH- + NH3

    CH3COOH, dans l'eau, est partiellement dissocié, il est reste donc en milieu aqueux DONC CH3COOH est moins fort que l'eau et est donc un acide faible.

    HCl a un pKa négatif, il est donc plus fort que l'eau et ne peut exister en milieu aqueux, c'est pour ça qu'il est totalement dissocié...

    C'est plus clair ? C'était une bonne question au final !
     

  11. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Citation Envoyé par benjy_star
    Oula, surtout pas ! Tu fais bien de poser la question.

    Petit rappel : dans le cas de l'eau (et on peut extropler à touts les solvants, comme l'acide acétique) l'acide le plus fort qui puisse exister est H3O+ et la base la plus forte OH-.

    Le pKa de NH3/NH2- est de l'ordre de 35, NH2- est donc une base plus forte que l'eau et on aura forcément la réaction :

    H2O + NH2- --> OH- + NH3

    CH3COOH, dans l'eau, est partiellement dissocié, il est reste donc en milieu aqueux DONC CH3COOH est moins fort que l'eau et est donc un acide faible.

    HCl a un pKa négatif, il est donc plus fort que l'eau et ne peut exister en milieu aqueux, c'est pour ça qu'il est totalement dissocié...

    C'est plus clair ? C'était une bonne question au final !
    Waow, je viens de comprendre plein de choses là !
    Mais alors, le pKa que tu m'as donné, c'est celui de NH4+/NH3 ?
     

  12. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Ha si quand même, un truc que je ne comprends pas :

    Si je fais l'échelle d'acidité, on voit bien que tous les acides sont plus forts que l'eau, et toutes les bases sont plus fortes que l'eau, non ?
    Comment CH3COOH pourraît-il être moins fort que l'eau ?
     

  13. benjy_star

    Date d'inscription
    janvier 2005
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    23 219

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    pKa2 correspond bien au couple NH4+/NH3 !

    Citation Envoyé par g_h
    Si je fais l'échelle d'acidité, on voit bien que tous les acides sont plus forts que l'eau, et toutes les bases sont plus fortes que l'eau, non ?
    Comment CH3COOH pourraît-il être moins fort que l'eau ?
    Alors attention ! Un acide plus fort que l'eau a un pKa inférieur à 0 et une base plus forte que l'eau a un pKa supérieur à 14.

    Rappel : plus le pKa est faible, plus l'acide est fort (car le Ka est élevé), plus le pKa est grand, plus la base est forte (parce que Ka faible)

    Je te donne en exemple cette échelle de pH.

    Exemple :

    HCl/Cl---H3O+/H2O ---CH3COOH/CH3COO----H2O/OH----etc...

    Tu vois qu'entre l'acide acétique est faible parce qu'entre les couples de l'eau. HCl qui est à l'extérieur est fort, tellement fort qu'il ne peut exister en milieu aqueux et se dissocie totalement et donne la base stabilisée Cl-.

    Si tu as encore des questions, profite-en !!
     

  14. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
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    30
    Messages
    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Citation Envoyé par benjy_star
    pKa2 correspond bien au couple NH4+/NH3 !


    Alors attention ! Un acide plus fort que l'eau a un pKa inférieur à 0 et une base plus forte que l'eau a un pKa supérieur à 14.

    Rappel : plus le pKa est faible, plus l'acide est fort (car le Ka est élevé), plus le pKa est grand, plus la base est forte (parce que Ka faible)

    Je te donne en exemple cette échelle de pH.

    Exemple :

    HCl/Cl---H3O+/H2O ---CH3COOH/CH3COO----H2O/OH----etc...

    Tu vois qu'entre l'acide acétique est faible parce qu'entre les couples de l'eau. HCl qui est à l'extérieur est fort, tellement fort qu'il ne peut exister en milieu aqueux et se dissocie totalement et donne la base stabilisée Cl-.

    Si tu as encore des questions, profite-en !!

    Je vais en profiter alors
    Si je lis l'échelle d'acidité comme on m'a appris à la lire, on ne devrait pas plutôt dire que HCl est plus fort que H3O+ ?
    Et que NH2- est une base plus forte que HO- ?
    Quand je fais l'échelle d'acidité, H3O+ est tout à gauche dans la classification des acides.
    HO- est tout à droite dans la classification des bases.
    Les acides les plus forts sont à gauche, les bases les plus fortes sont à droite.

    Si le pKa de HCl/Cl- est inférieur à 0, j'aurai bien HCl à gauche de H3O+ ! Donc HCl sera un acide plus fort que H3O+ (qu'il soit plus fort que H2O est "banal", non ? puisque H2O est tout à droite), et c'est pour cela qu'il n'existera pas en solution aqueuse... Et idem pour les bases !
     

  15. g_h

    Date d'inscription
    décembre 2004
    Âge
    30
    Messages
    1 060

    Re : [chimie] [licence] Réaction prépondérente

    Bon, je reprends :

    On a au départ :
    en excès

    L'échelle d'acidité nous donne la réaction prépondérante :

    On obtient

    Autres réactions possibles :



    Je néglige donc (1) et (2)
    La réaction prépondérante est totale.
    Les réactifs ont été introduits "dans les proportions stoechiométriques".
    Au final, j'ai donc :
    en excès

    Et on recommence !
    Sauf que cette fois la réaction prépondérante est la réaction inverse de tout à l'heure, et cette réaction ne se fait donc presque pas : je peux dire que j'ai atteint l'état final.

    Donc vu que je ne suis pas très avancé, je reprends au début en ne négligeant plus la réaction (1).
    Je veux donc calculer la concentration en HCOOH à l'issue de la réaction (0).

    Ces concentrations sont des approximations mais je peux les garder car l'erreur commise se situe à "beaucoup" de décimales après la virgule


    J'ai donc

    Finalement,

    D'où pH = 10,25

    Vérification des hypothèses :
    On a supposé que le nombre de moles apportés en HO-, ou en NH4+, par la réaction (2) était négligeable.
    Or on a ce qui est en effet plus que négligeable ici (bon, on pouvait s'y attendre... )

    Bon, j'espère ne pas m'être trompé !
    Ce qui me chiffone toujours c'est qu'on utilise en partie les hypothèses (qui peuvent être fausses) pour vérifier ces mêmes hypothèses (ici, je considère la réaction (0) comme totale afin de pouvoir calculer les réactifs qui restent après la réaction... comment contrôler l'erreur faite avec cette approximation ?)... ce qui n'est pas très logique ! Enfin bon, soit je me suis trompé, soit je devrais bien m'y faire !
     


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