Na2CO3

francisland · 16/02/2006, 22h33

Bonjour,

Voici l'enonce d'un probleme qui m'arrache les cheveux :
Trouver le pH d'une solution contenant 10^-5 mol/L de Na₂CO₃.

Le sel est completement dissous dans l'eau.
Apres je fais intervenir les deux couples acide/base suivant : H₂CO₃/HCO₃^- (pKa₁ = 10^-6.35) et HCO₃^-/CO₃^2- (pKa₂ = 10^-10.33) a 25deg C.

J'ai les equations suivantes:
- Ka₁ = ...
- Ka₂ = ...
- concervation de la matiere pour la famille des CO₃
- Autoprotolyse de l'eau
- Electronegativite, et c'est la que j'ai un trou. Cette equation est juste la somme des [ions +] = somme des [ions -] ? ( Il n'y pas d incidence du nombre electrons en trop ou en plus ? par exemple, dans cette equation, je ne vais pas avoir 2[CO₃^2-] ?

Ensuite, j'exprime tout en fonction des [H⁺] et j'obtiens un polynome du second degre en h (en ayant simplifier les h³ et h⁴)
Neanmoins, je ne suis pas sur de ma reponse a cause de cette equation d'electronegativite.

Je trouve un pH de 8.99.

Autre question : est ce que je peut faire la supposition que j'ai a faire a une monobase (et donc negliger [H₂CO₃] ? Au quel cas, est ce que je peux appliquer la formule bete et mechante : pH= 14 - 1/2pKb + 1/2logc ? Cette formule me donne un pH de 9.6, ce qui ne colle pas avec ma precedente reponse.

Je suis un peu perdu dans tout ca. Si quelqu'un a le courage de se plancher un peu la dessus, ce serai vraiment cool.

Merci bcp par avance.
PS: pour les accents, je ne peux pas les faire : je fais un master en environnement aux US, et mes cours de terminale sont tres loin (aussi bien dans ma tete que physiquement !)

moco · 17/02/2006, 10h21

Je ne vais pas refaire tes calculs, mais, à vue d'oeil, le pH de 8.99 me paraît correct.
On peut raisonner autrement, et supposer que tous les ions CO₃^2- sont hydrolysés en OH-, ce qui n'est pas stupide, vu le taux élevé de dilution (10^-5 M). La concentration en OH^- serait alors 2 10^-5. Le pH serait de 14 - 5.3 = 8.7. Tu trouves 8.99, ce qui inidque que la dernière hydrolyse n'est pas complète, ce qui est raisonnable.

Tu n'as pas le droit d'imaginer que la seule réaction est l'hydrolyse de CO₃^2-. Ce serait bien plus proche de la vérité si tu suppposais que la seule réaction est l'hydrolyse de HCO₃^-

Attention au langage ! Tu utilises le principe d'électroneutralité en le qualifiant .. d'électronégativité. Mais ton calcul est juste. Il faut doubler la concentration des ions CO₃^2-

francisland · 17/02/2006, 16h58

Eh eh, oui, autant pour moi, c'est bien l'electroneutralite que je voulais dire.

Merci pour l'information, je vais verifier mes calculs avec ca.

benji333 · 17/02/2006, 19h21

bonjour, pour les TPE j'ai besoin d'une équation que j'arrive pas à résoudre :

Na₂CO₃ + H₂O --> ?

qqun pourrai m'aider ?

oursgenial · 17/02/2006, 19h39

Citation:

Posté par benji333

bonjour, pour les TPE j'ai besoin d'une équation que j'arrive pas à résoudre :

Na₂CO₃ + H₂O --> ?

qqun pourrai m'aider ?

Tu dois d'abord écrire la dissociation:
Na2CO3 donne 2 Na+ + CO3(2-)
et ensuite les deux hydrolyses:
Na+ + H2O (ne) donne (pas) NaOH + H+ ( pKa = 14,5
CO2(2-) + H2O donne HCO3(-) + OH(-) pKb = 3,4
Conclusions Na2CO3 est basique

francisland · 17/02/2006, 19h50

et pour etre plus complet, la dissociation de Na₂CO₃ donne :

Na₂CO₃ <--> 2 Na⁺ + CO₃^2- avec un pKs dont je ne connais pas la valeur.

CO₃^2- + H₃0⁺ <--> HCO₃^- + H₂0 avec un pKa₁ = 10.3

HCO₃^- + H₃0⁺ <--> H₂CO₃ + H₂0 avec un pKa₂ = 6.3

et enfin:
H₂CO₃ <--> CO₂ + H₂0 avec un pKa₃ = 4

C'est "grace" a cela que l'eau de pluie est naturellement acide !

moco · 17/02/2006, 20h47

Les équatoins de Francisland font dans le fantiasiste, car quand on dissout Na₂CO₃ dans l'eau, les ions formés ne réagissent pas avec H₃O⁺ comme il l'imagine, car il n'y a pas de H₃O⁺ en solution. Non, ils réagissent avec H₂O.
D'autre part, la première réaction, celle qui forme les ions Na⁺ et CO₃^2- n'a pas de pK_a, car elle est totale.
Les deux équations de réaction avec l'eau sont alors :
CO₃^2- + H₂O --> HCO₃^- + OH^-
HCO₃^- + H₂O --> H₂CO₃ + OH^-

francisland · 17/02/2006, 21h07

Que fait tu de l'autoprotolyse de l'eau ?

Quant a la dissolution de Na₂CO₃, je ne parle pas de pKa, mais de pKs. Donc certe elle est totale, mais tu ne peux pas en dissoudre une quantite infinie.

francisland · 17/02/2006, 21h22

Enfin, je suis rester dans le contexte de mon exo. Et comme je ne dissous que 10^-5 mol de Na₂CO₃ par litre, je pense que cette concentration est telle que l'autoprolyse de l'eau ne doit pas etre negligee.

Apres est ce que la reaction se fait avec H₂O ou H₃O⁺, c'est une bonne question. Et c'est peut etre pour ca que je n'arrive pas a resoudre mon exo...

Marinoo · 20/01/2008, 14h06

Bonjour à tous, voilà cela fait une heure que je me casse la tête pour trouver l'équation de la dissolution dans l'eau de l'hydrogénocarbonate de sodium ( NaHCO3) .si vous pouviez m'aider... Merci d'avance.

PaulHuxe · 20/01/2008, 19h20

Na+ + HCO3- ?