Deux acides

[invite75ec93e9]

Bonjour à tous, j'ai un problème de chimie dont je n'arrive pas à résoudre, est-ce que quelqu'un pourrait m'aider svp, merci d'avance.

Enoncé: L'acide sulfurique, en solution dans l'eau, se dissocie complétement selon l'équation:
H2SO4 + 2 H20 > 2 H30+ + SO4 2-
* Dans une solution d'acide sulfurique, quelle relation les concentrations molaires en ions H3O+ et SO4 2- vérifient-elles?

* Une solution d'acide sulfurique et une solution d'acide chlorhydrique de même concentration molaire ont-elles le même pH? justifier la réponse.

merci pour vos réponses.
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[invite25e3200f]

la réponse à la première question est donnée dans l'équation

l'acide sulphurique et l'acide chlorydrique sont des acides forts, comment calcule t'on le pH d'un acide fort?

[moco]

La réponse à cette question dépend beaucoup de ton niveau. En effet, dans les petites classes, on dit effectivement que H₂SO₄ se dissocie comme tu le dis, à savoir selon :
H₂SO₄ + 2 H₂O --> 2 H₃O⁺ + SO₄^2-
Dans ce cas, on dit que la solution de H₂SO₄ contient deux fois plus de ions H₃O⁺ que de ions SO₄^2-.
On en déduit que les solutions de HCl et celles de H₂SO₄ ayant mêmes concentrations molaires en acide, n'ont pas la même concentration en ion H₃O⁺, donc pas le même pH, et qu'il y a deux fois plus de ions H₃O⁺ dans les solutions d'acide sulfurique que dans celles de HCl.
C'est probablement ce qu'on voudrait te faire dire dans cet exercice.

Mais, si tu en es à un niveau supérieur, tu devrais savoir que cette réponse doit être nuancée. En effet, les solutions d'acide sulfurique libèrent bien des ions H₃O⁺ dans l'eau. Mais elles le font en deux temps. Il y a d'abord la réaction suivante, qui est totale :
H₂SO₄ + H₂O --> H₃O⁺ + HSO₄^-
Puis, il se produit le 2ème arrachement de H⁺ selon l'équation :
HSO₄^- + H²O --> H₃O⁺ + SO₄^2-
Mais, et c'est là que cela se gâte, cette réaction n'est jamais totale, et son degré d'avancement dépend de la concentration de l'acide. Elle conbduit à un équilibre.
Si la solution est relativement concentrée (1 M ou 0.1 M par exemple), cette réaction ne se produit presque pas. Seul 1 à 2% des ions HSO₄^- réagissent ainsi. Il faut diluer beaucoup l'acide pour que cette réaction se produise de manière sensible (0.001 M par exemple).

Donc, à des concentrations élevées (0.1 à 1 M), les acides chlorhydrique et sulfurique de même concentration molaire ont pratiquement même pH.