PH et Ka

[invite206bfbbf]

Bonsoir,

j'ai une question à propos du l'exercice suivant :

Quelle est la valeur du pH mesuré lorsque 100 ml d’acide acétique (CH3COOH) 0.1 M ont été
titrés par 25 ml de NaOH 0.2 M ?
Ka(CH3COOH) = 10-4.75

(a) 2.88
(b) 3.07
(c) 4.75
(d) 8.87
(e) 11.12

Je pose :

AH + OH - ----> A- + H2O

avant l'ajout de NaOH => acide faible Ca [AH]

Ca = 10-2 M => nAH = 10-2 mol dans 100 ml

après l'ajout de NAOH

Ca = [AH] + [A-] et comme [A-] = [OH-] alors Ca = [AH] + [OH-]

et [H+] = Kab [AH]/[A-]

et

nA- = nOH- = 0.2 M x 0.025 l = 0.005 mol dans 125 ml => 0.005/0.125 = 0.04 M
donc :[OH-]=0.04 M

après l'ajout de 25 ml de NaOH 0.2 M :

Ca = [AH] + [A-] dont [AH] = Ca - [A-] = Ca - [OH-]
Ainsi :

[AH] = 0.01 - 0.04

Ceci est faux car je ne trouve aucune des réponse proposée .

Mais si j'écris :

après l'ajout de 25 ml de NaOH 0.2 M :
nAH = 0.01 -0.005 = 0.005 de AH dans 125 ml =>
0.005/0.125 = 0.04 M

et comme
[AH] = [A-] et par conséquent: [H+] = Kab = 10-4.75 M => pH = 4.75

OK,bonne réponse, mais c'est juste une question de chance, sur laquelle je ne compte pas pour le jour de mon exam .

Aide sur ce dernier passage SVP .
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[invite4ac5ba37]

Je pense que tu te compliques la vie
Si tu écris ton équation tu vois effectivement qu'une mol d'acide réagit avec une mol de base
Tu as 0,01 mol d'acide dans les 100mL et 0,005 mol de base (OH-) dans les 25mL avant réaction.
Après réaction, il n'y a plus de OH-, il te reste 0,01 -0,005 mol d'acide de départ et tu as formé le même nombre de mol de base conjuguée à ton acide faible de départ donc l'ion CH3COO-
Tu es donc en présence d'une solution tampon (ce qui ne t'oblige pas à recalculer les concentrations molaires puisque le volume total est le même) où le facteur log va être= à 0 donc pH =Pka du couple envisagé

[invite206bfbbf]

Je ne suis pas familiarisé avec ce genre d'exo.
En détaillant tout mais calcul, la seul chose que j'essais est de
faire que le raisonnement entre dans tete
Ainsi je tente d'utiliser le meme raisonnement pour tout les exo de ce genre .

Ex :

150 ml d’un acide faible (pKa = 4.76) de concentration inconnue sont titrés par 25 ml de
NaOH 5 10-1 M. Le pH de la solution finale est de 4.87 (le dosage n’est pas complet).

Calculer le PH initiale ?

AH + H2O.----> A- + H3O+

avant l'ajout de NaOH =>
=> [H+] = (Kab Ca)1/2 Ca = ?
AH + OH-.---> A- + H2O

après l'ajout de 25 ml NAOH 0.5 M =>

[H+] = Kab [AH]/[A-] <=> 10-4.87 = 10-4.76 [AH]/[A-]

Ca = [AH] + [A-] et comme [A-] = [OH-] alors
Ca = [AH] + [OH-]

25 ml de NaOH 0.5 M => nNaOH =[B] 0.0125 mol dans 175 ml
ici je ne fais pas comme pour l'autre exo et je trouve la bonne réponse , quell est donc la différence ?

[OH-] = 0.0714 M = [A-]

[AH] = Ca – [OH-] = Ca – 0.0714

10-4.87 = 10-4.76 [AH]/[A-]
= 10-4.87 = 10-4.76 (Ca – 0.0714)/0.0714 => Ca = 0.127 M

[H+] = (Kab Ca)1/2 = (10-4.76 0.127)1/2 = 10-2.84

=> pH initial = 2.84

[invite206bfbbf]

Dans le premier exo on considére la concentration en OH- dans 25 ml et dans le deuxieme exo la concentration de OH- dans le volume totale de la solution ( c' est à dire 175 ml )

pourquoi ne pas considérer le volume total de la solution dans le premier exo , quand on pose [AH] = Ca – [OH-] ???

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4ac5ba37]

En cours de réaction, tu utilises uniquement le nombre de mol qui intervient réellement , peu importe le volume total de solution
Par contre, quand tu appliques les formules, ce sont bien les concentrations molaires dont tu as besoin donc le volume total de solution est fondamental
Dans le premier exo tu pouvais aussi calculer les concentrations molaires finales mais c'était inutile vu le cas précis envisagé.

Je pense que vouloir à tout prix un raisonnement uniquement basé sur une manipulation de formules n'est pas la meilleure des idées. Il voudrait mieux d'abord que tu comprennes ce qui se passe chimiquement ...et ensuite tout deviendra limpide
Bon courage et Joyeux Noël