Dosage de l'acide sulfurique

[invite762c0631]

Bonjour,
j'ai un gros problème par rapport à ce dosage.

je sais que H2SO4 est un acide fort donc il va se dissoudre complètement dans l'eau avant même le début du dosage par la soude.
Mais en même temps, les deux acidités sont simultanées (dans l'expéricen que l'on avait faite, il n'y avait qu'un seul saut de Ph), alors est-ce que je peux considérer la réaction suivante:
H2SO4 + HO^- ---> SO4^2- + H3O^+ ?

ensuite, j'avais dans un bécher 10ml de H2SO4 et 50ml d'eau.
A l'équivalence, mon volume de HO^- est de Veq=9,6ml et sa concentration 0,1 mol/L
Je peux écrire que [H2SO4]= ([HO^-]Veq)/Va avec Va=10ml, non?
Parce qu'après, ils me demandent en déduire la concentration d'acide sulfurique dans le bécher avant le début du dosage...
Mais dans ce bécher j'ai 10ml de H2SO4 et 50ml d'eau. Et puis, ils donnent en énoncé qu'on prélève 10ml de H2SO4 d'environ 0,05 mol/L

Du coup, je ne sais plus quel volume utilisé où et quelle concentration trouvé puisqu'ils donnent une concentration du flacon d'origine dont je connais pas le volume.
Voilà, est-ce que vous pourriez m'aider à tirer ca au clair avant lundi prochain (où je dois rendre cela) parce que je suis complètement emmêlée et je comprend plus ce que je dois faire...

Merci d'avance pour votre aide!
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[invited9e4c6d2]

L'acide sulfurique est plus qu'un acide fort ! C'est un diacide fort.
H2SO4 + 2H20 = SO4^2- + 2H30+
on a 2 na = n(h30+)
et c'est H30+ qui va réagir avec la soude.

Pourrais tu taper ton énoncé en complet, pcq là ça part un peu dans tous les sens.

[invite5fba087a]

Equation (1) H2SO4+OH- ->HSO4- + H2O
(2) HSO4- + OH- -> SO42- + H2O

Il y aura 2 sauts de pH

(1) Cacide=Cb*Vb/Va=0.1*0.0096/0.01=0.096mol/L

La concentration du bécher est de 0.096mol/L


en continuant le dosage tu aurais vu un 2nd saut.

[invite762c0631]

Je n'ai pas vraiment d'énoncé parce que c'était un dosage à réalisé en labo.
On avait un bécher avec 10ml de H2SO4 et 50ml d'eau, dosé par la soude de concentration 0,1 mol/L avec dans le bécher aussi de la phénolphtaléine et de l'hélianthine.
Lors de ce dosage, quand le volume de la soude était nul, on avait pH=2,14.
On a rajouté de très petite quantité de soude jusqu'au saut puisque jusqu'à que cela se stabilise.
En fait, on avait un saut de pH et en continuant de rajouter de la soude jusqu'à environ pH=12 (stabilisé), il n'y avait plus aucun changement.
En en faisant le graphe, on avait un seul saut de pH.
Et si j'ai bien compris ce que les profs ont voulu nous dire, les deux acidités ont été dosé simultanément...

On ne pouvait plus continuer le dosage puisque le pH était stable, on aurait pas eu de second saut....

Et donc, comme c'est simultané, si je calcule la concentration à l'équivalence, se sera celle de H2SO4, non?
Mais alors, je ne comprend pas la question par rapport à la concentration de H2SO4 dans le bécher avant le dosage....
surtout qu'ils disent: cb=[HO^-]=0,1 mol/L, Veq=9,6ml, Va(H2SO4)=... c'est 10ml?
et après, ca(H2SO4)=....

Ils demandaient ensuite également de calculé le pH avant le dosage, à l'équivalence et à Veq+5ml.

Avant le dosage, j'ai juste l'acide et l'eau, donc comme c'est un diacide fort (et que les deux acidités ont l'air d'avoir été dosé simultanément...), je peux écrire:
H2SO4 + 2H2O --> 2H30^+ +SO4^2-
et donc avant le dosage, le pH=-log(2[H2SO4])
quand je commence le dosage, je dose H3O^+ avec HO^- et à l'équivalence, le pH est de 7, ou alors je suis complètement perdue >_<

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5fba087a]

(2) Ca=(Cb*veq2-Veq1)/Va

mais vu que tu a ajouté la soude trop vite tu n'as pas vu le second de pH

car H2So4 est un diacide , tu auras deux sauts de pH

faut te le dire en quelle langue

[invite5fba087a]

http://chimge.unil.ch/Fr/ph/1ph65.htm

[invite762c0631]

On a ajouté la soude 0,5ml par 0,5 ml puis quand c'est passé de pH 3 à 5, on a goutte par goutte pendant près de 3ml, alors je sais pas si c'est vraiment ajouté la soude trop vite.
Je sais bien que c'est un diacice et qu'il faudrai deux sauts, mais là on en n'avait qu'un et un autre groupe qui avait le même TP, en avait aussi qu'un.

et sur ma feuille, on me demande Veq, puis Va(H2SO4) et calculer ca(H2SO4) et après ils demandant de déduire la concentration de l'acide sulfurique dans le bécher avant le dosage.

Alors, je ne sais pas, mais on a fait doucement, on a attendu que ca stabilise goutte par goutte et vu les résultats expérimentaux, je ne sais pas aurait dû être le second saut.
Ca m'avait dérangé, mais voilà on trouve ca...

[invite762c0631]

et dans le lien que vous m'avait proposé, ils disent qu'on a deux réactions simultanées. ("Deux réactions simultanées sont en présence")
Et dans mon cours, deux réactions simultanée= un seul saut de pH...
pour deux sauts, elles doivent être successives et une variation de pka>4

[invite5e2d695b]

(2) Ca=(Cb*veq2-Veq1)/Va

mais vu que tu a ajouté la soude trop vite tu n'as pas vu le second de pH

car H2So4 est un diacide , tu auras deux sauts de pH

faut te le dire en quelle langue

Non il est normal d'observer 1 seul saut de pH (et je le dis en français )

Tu doses une solution aqueuse d'acide sulfurique. qui est un considéré comme un diacide fort.
Ton acide sulfurique n'existe pas sous la forme H2SO4 dans ta solution aqueuse car il se dissocie totalement (par réaction avec l'eau)en HSO4- et H3O+ puis HSO4- se dissocie immédiatement formé et presque totalement (toujours en réaction avec l'eau) en SO42- et H3O+.

Au final dans ton bécher avant le dosage tu as dans ta solution d'acide sulfurique à doser : SO42-, H3O+ et très très peu de HSO4-.

Lors du dosage, tu vas d'abord dosé les H3O+ (l'acide le plus fort) puis HSO4-. Mais comme [HSO4-] est très très faible, le second saut de pH est immédiatement après le second (1 goutte àprès la 1ère equivalence et tu aura déjà dépassé le second palier) et par conséquent les 2 sauts vont se confonde et tu n'aperçoit qu'un seul saut de pH (il faut utiliser une méthode conductimetrique pour pouvoir carractériser les 2 sauts).

En résumé, tu peux considérer que ton acide sulfurique se dissocie totalement en H3O+ selon l'équation.
H2SO4 + 2H2O -----> SO42- + 2H3O+

et donc [H3O+] dosé = 2 x [H2SO4] de ta solution = 2 x Ca

Tu observe l'équivalence à Veq = 9,6 ml

Ca = ((9,6 x 0,1) / 10) / 2 = 0,048 mol/L ce qui correspond à peut près à la concentration annoncé de 0,05 M

[invite762c0631]

Merci beaucoup Dookie^^

Donc, si j'ai Ca=0,048 mol/L, pour me demandent-ils après d'en déduire le concentration d'acide sulfurique dans le bécher avant le début du dosage?

je n'arrive pas à saisir le sens de cette question... Est-ce qu'il faut que je calcule la concentration pour les 60ml du bécher puisque Ca est pour 10ml?

[invite5e2d695b]

En fait grâce au dosage, tu as pu calculer la concentration de ta solution d'acide sulfurique contenue dans le bécher pour le dosage. Mais apparement, cette solution a été obtenu après dilution d'une solution mère d'acide sulfurique (tu as mélangé de l'eau à un volume de solution mère). Je pense qu'on te demande en fait de calculer la concentration de la solution mère d'acide sulfurique à partir de la solution dosé.

Le calcul que je t'ai donné te permets de calculer la concentration en H2SO4 de ton becher mais j'ai pas bien saisit comment tu as obtenu cette solution dosé à partir de la solution mère (ton énoncé est mal expliqué). D'après le dosage, la concentration de ta solution de H2SO4 dans le becher est de 0,016 M. Il te faut maintenant calculer la concentration de la solution mère

[invite5e2d695b]

la concentration de ta solution de H2SO4 dans le becher est de 0,016 M

y'a une erreur dans le post précedent que je n'ai pas pu corriger à temps. (j'ai indiqué la concentration en H3O+ et non en H2SO4)

La concentration que je t'avais donné précedemment C = 0,048 M est en fait la concentration de la solution mère (je l'avais calculer directement dans les 10 mL prélevé)

Explication : ton dosage te permet de calculer la concentration en H2SO4 dans le becher :

2n acide = n base
2 Ca x Va = Cb x Vb

Ca = (9,6 x 0,1) / (60 x 2) car tu as 60 ml dans ton bécher
Ca = 8.10^-3 M
Voilà la concentration en H2SO4 dans ton bécher.

Maintenant cette solution a été obtenu en ajoutant 10 mL de solution mère avec 50 mL d'eau donc la concentration de la solution mère H2SO4 :
C = n acide / volume solution acide = (8.10^-3 x 60) / 10 = 0,048 M

Donc la concentration de ta solution mère est de 0,048 mol/L (ce qui correspond bien au fait que l'on t'ai dit que l'on prélève 10 mL de solution a environ 0,05 M)

J'espère ne pas t'avoir trop embrouiller !

[invite762c0631]

Donc, Ca=0,048 mol/L est pour la solution mère de H2SO4 (proche des 0,O5 annoncé dans l'énoncé)

En fait, je ne sais pas si on peut qualifier cela de dilution, on a prélevé 10ml de la solution d'origine qu'on a mis dans un bécher et on a ajouté 50ml d'eau.

Mais, ils demanderaient alors la concentration dans les 60ml et là, c'est les 8*1O^-3 mol/L

Je crois avoir compris, merci beaucoup^^

Une dernière question là-dessus: à l'équivalence, comme j'ai la réaction de dosage H3O^+ +HO^- --> 2H2O, mon pH sera de 7?
(concentration de H3O^+= celle de HO^-, non?)

Et sur un autre sujet...
j'ai une expérience où l'on dose par pH-métrie un mélange d'acide sulfurique et oxalique. Ce dosage me permet seulement de connaître l'acidité totale donc Cacide en fait des 10ml dosés.
Ensuite, je dose l'acide oxalique par le permanganate et là, je peux trouver sa concentration.
Donc au final, j'ai la concentration total du mélange et celle de l'acide oxalique et je dois trouver celle de l'acide sulfurique.

Je peux écrire nacide= noxalique + nsulfurique
<=> Cacide*Vacide=Coxalique*Voxali que + Csulfurique*Vsulfurique
et je chercher Csulfurique.
Sauf que je ne connais pas Voxalique et Vsulfurique...
Je pense que Vacide=Voxalique + Vsulfurique, mais je ne sais pas si cela va me servir...

[invite5e2d695b]

Donc, Ca=0,048 mol/L est pour la solution mère de H2SO4 (proche des 0,O5 annoncé dans l'énoncé)

Mais, ils demanderaient alors la concentration dans les 60ml et là, c'est les 8*1O^-3 mol/L

Je crois avoir compris, merci beaucoup^^

En fait ton dosage sert à calculer précisemment la concentration de ta solution mère dont tu sais qu'elle a une concentration proche de 0,05 M. D'après ce dosage tu as trouver une concentration de solution dosé de 8.10^-3 M qui correspond à une solution mère à 0,048 M précisemment que tu avais dilué.

En fait, je ne sais pas si on peut qualifier cela de dilution, on a prélevé 10ml de la solution d'origine qu'on a mis dans un bécher et on a ajouté 50ml d'eau.

Si, tu peux parler de dilution dès que tu ajoutes de l'eau à une solution : ici tu as un facteur de dilution de 6 ( Vfinal / Vinitial = 60 /10) c'est à dire que la solution dilué est 6 fois moins concentré que la solution mère.

Une dernière question là-dessus: à l'équivalence, comme j'ai la réaction de dosage H3O^+ +HO^- --> 2H2O, mon pH sera de 7?
(concentration de H3O^+= celle de HO^-, non?)

Oui comme tu considère l'acide sulfurique comme un diacide fort, le pH à l'équivalence est de 7.

[invite762c0631]

D'accord, merci beaucoup pour ton aide^^

Tu n'aurais pas une idée où je n'aurais pas besoin des deux volumes de l'égalité pour avoir la concentration d'acide sulfurique du mélange?

Encore merci beaucoup!

[invite762c0631]

(désolé pour le double post)

J'avais une petite question....
Si dans un mélange, je connais la concentration totale du mélange et l'un des deux acides mélangés, est-ce que c'est possible d'écrire:
Cacide= Csulfurique + Coxalique ?

Un autre exemple du même cas:
Dans une boisson gazeuse, j'ai du H3PO4 et H2PO4^-
Je dose les deux, j'aurais trois sauts de pH, dont le deuxième saut sera celui du H2PO4^- déjà contenu dans le mélange et celui apparu par réaction du H3PO4.
Je pourrais connaitre la concentration totale de H2PO4^- et celle qui provient de la transformation de H3PO4.
Il me manque celle qui était à l'origine dans le mélange.
Puis-je faire:
[H2PO4^-]_total = [H2PO4^-]_boisson + [H2PO4^-]_réaction ?

Merci!

[invite762c0631]

Je fais remonter le sujet au cas où quelqu'un aurait une réponse^^"