Exo chimie [TS]

[invite39283a1d]

coucou tout le monde !

voilà donc en fait j'ai un controle de physique chimie demain matin.. en physique pas de problème mais en chimie je viens de tomber sur un exercice que je n'arrive pas du tout à faire et qui n'est malheureusement pas corrigé :'(

donc si quelqu'un pouvait m'aider ce serait cool ^^
voici l'énoncé :

On dispose dune solution de chlorure d'ammonium {NH4+; Cl-} de concentration molaire apportée C=1,0.10-2 mol. L-1.
On rappelle que le chlorure d'ammonium est totalement soluble dans l'eau, et que le pKa du couple NH4+/NH3 vaut 9.2.
De plus, pKe=14.

1. écrire l'équation de la réaction entre l'eau et l'ion ammonium.Calculer sa constante K et conclure.

2. En supposant qu'à l'équilibre, [H3O+]<<C, démontrer qu'on peut calculer le pH de la solution à l'aide de la relation pH = 1/2 ( pKa - log C)

3. Calculer le pH et vérifier l'hypothèse faite précédemment.

4. On adoptera les notations suivantes:
sigma: conductivité de la solution
conductivités molaires ioniques :
lambda 1 pr H3O+
lambda 2 pr NH4+
lambda 3 pr Cl-
lambda 4 pr HO-

a. démontrer que sigma ne dépend pratiquement pas de lambda4

b. en appelant To (!) le taux d'avancement de la réaction, démontrer que l'on peut écrire :
sigma/C = ATo +B . On exprimera A et B en fonction des conductivités molaires ioniques.


Déjà désolée pr les notations ( sigma, To etc !) mais je ne sais pas comment les faire ^^

je bloque déjà à la question 1: j'ai écrit l'équation :

NH4+ + H2O = NH3 + H3O+

jobtiens donc K = ( [NH3] [H3O+] ) / [NH4+]
..mais puisque la réaction de NH4 + sur H2O est totale comme cela est dit dans l'énoncé, alors [NH4+]final = 0 ... non ? parce que dans ce cas on ne peut pas calculer K !
bref je ne comprends pas ^^

en plus je ne peux pas faire les autres questions sans être sure que cette réaction est bien totale ^^
alors j'apprécierais bcp un peu d'aide ! merci ^^


Sinon pour les autres questions si quelqu'un pouvait m'expliquer le raisonnment à suivre parce que j'ai beau tourner l'énoncé dans tous les sens je comprends pas comment faire :S
... merci !

Nizm
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[invitef6dad23b]

on ne dit nul part que ta réaction est totale. Tout ce qu on te dit c'est que NH₄⁺ est totalement soluble dans l'eau ce qui signifie que tu n'en auras pas sous forme solide.
Par contre cela ne veut pas dire que n_finalNH₄⁺=0
Pour la duexième partie il faut que tu saches que Sigma = lambda_i*c_i.

à partir je pense que tu peux faire ton exos sinon j essaierais de t aider à nouveau.

bon courage!!

[invite39283a1d]

Effectivement je viens de réaliser mon erreur :S Merci à speculatius pr son aide ^^

Donc en fait je pense que pour la question 1 on ne peut pas calculer Ka par la formule que javais écrite, puisqu'on ne sait pas si la réaction est totale.
Donc j'ai utilisé le fait que Ka est la constante d'acidité du couple NH4+/NH3, d'où Ka= 10^-pKa
on obtient Ka = 6,31.10-10
==> la réaction est très limitée car Ka << 10-4.

Ensuite la question 2 j'ai finalement réussi ! enfin je crois ... ^^
ça donne:

d'après le tableau d'avancement on a [H3O+]final = [NH3]final or pH= - log [H3O+] , d'où pH = - log [NH3].

or pH=pKa + log ( [NH3] / [NH4+] ) et [NH4+] = C

on a donc pH = pKa + log [NH3] - log C
or log [NH3] = -pH
d'où pH= pKa - pH - log C
2pH = (pKa -log C)
pH = 1/2 (pKa - log C)

voilààà ^^

donc ensuite j'ai calculé le pH grâce à la formule trouvée , j'obtiens pH = 5.6 (?)

je vois pas trop ce qu'il faut conclure ... et les autres questions je séche carrément !

[invitef6dad23b]

attention!! C'est exactement ce que tu avais écrit sauf qu'en fait ici K=Ka car c'est une réaction acidobasique.

Pour le pH en fonction de To on a
[NH₄⁺]= c-To
[NH₃]=[H₃O⁺]=To

D'où Ka=(To²)/(c-To)
or To<<<c
donc Ka = To²/c

T obtiens To=....=[H₃O⁺]
et pH= 11.2

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite39283a1d]

merci mais j'ai pas trop compris j crois :S
déjà la remarque sur K et Ka j'ai pas compris ^^ je dois utiliser K ou Ka en fait ?

sinon ce que tu as fait ça correspond à quelle question ? je t'ai pas trop suivi désolée vraiment !

[invitef6dad23b]

désolé en fait dans ta première question on te demande de calculer le K de la réaction et c'est bien ce que tu avais écrit dans ton premier post.
K = ( [NH3] [H3O+] ) / [NH4+]
et si tu regardes tes définitions ce K= Ka
et si tu remplaces les concentrations par leur valeur en fonction de To ( avancement) tu trouves ce que je t ai donné dans mon post--->Ka=(To²)/(c-To).

Donc je répondais à la première question.
J espère que t as compris
bon courage et n'hésite je reste sur le forum

[invite39283a1d]

ah ok mais c'est pas bon ce que j'avais fait ? ( Ka = -pKa )

sinon saurais-tu comment faire pour les autres questions?

merci bcp !

Nizm

[invitef6dad23b]

En fait à chaque fois tu dois réecrire l expression entière de

Ka = [B^-][H₃O⁺]/[BH]
( tu l appliques à la réaction que tu étudies B^- est la base et BH est l acide)

Et ensuite tu remplaces par les valeurs que te donnent l'énoncé.
Ce que tu dis est juste oui Ka = -pKa
y a pas de problème.

Pour la suite utilise la formule
sigma= somme( lambda_i*c_i)
C est a dire sigma= lambda1*[H3O+]+lambda2*[NH4+]+lambda3*[Cl-]+lambda4*[HO-]

en introduisant To tu dois arriver à simplifier.

N oublie pas quand on te dit que c>>>[H3O+] ça signifie que quand tu as dans une expression ( c-[H3O+]) alors tu peux le simplifier par c :
c-[H3O+] = c

[invite39283a1d]

oulaa...

ça donne sigma= C*lambda2 + [H3O+]*lambda1 + [OH-]*lambda4 + [Cl-]*lambda3 ...
et donc si on néglige [H3O+] on obtient :sigma= C*lambda2 + [OH-]*lambda4 + [Cl-]*lambda3 ...

??

je ne vois pas comment simplifier ... ^^ et en fait je ne comprends pas pourquoi on utilise To dans cette question, on est bien dans 4.a ??
autre question : pourquoi est-ce que tu n'as pas pris en compte Cl- dans ton expression de sigma?
et au contraire pourquoi utiliser OH- qui n'apparait pas dans notre équation bilan de réaction ?

désolée pr ttes ces questions mais j'ai du mal .. :S

[invite39283a1d]

ouuups j'ai rien dit pour Cl- j'avais pas vu xD désolée

merci pour ton aide

[invitef6dad23b]

coucou
alors je viens aux nouvelles t a réussi ton interro et t as fini par réussir ton exos?

la prochaine fois on essaie de s y mettre plus tôt!!
ça sera plus productif!!
à plus

[invite39283a1d]

oui l'exo j'ai fini par y arriver , j'ai presque tout fini ^^
mon controle s'est plutot bien passé , j'attends les résultats avant de me prononcer plus que ça !
merci bcp pr ton aide ..
Nizm