Petit probleme de pH

[invite42d02bd0]

Bonjour à tous,

Voila le problème au quel je suis confronté, on me demande d'évaluer le pH d'une solution, qui avant toute réaction était composée de :

[Citrate]=3,0999e-5 M (pKa1=3,1 pKa2=4,8 pKa3=6,4)
[HCl]=1,3717e-4 M
[NaCl]=1,7111e-4
[Glucose]=5,5507e-1M
[Valine]=4,2681e-5M (pKa COO- = 2,3 pKa NH2=9,5 pHisoélectrique=6)
Les coefficients d'activité sont supposés comme égaux à l'unité

Alors voila... je ne sais pas tres bien comment m'y prendre dans un tel cas.

En fait ce que j'ai trouvé c'est qu'il y a assez d'HCl pour protonner tout le citrate et avoir la valine sous sa forme acide. il reste même 1,492e-6 M d'HCl en excès.

mais puis je dire que c'est cet excès qui va déterminer le pH ? Car j'ai quand meme 3,0999e-5M en acide citrique et 4,2681e-5M en valine sous forme acide.

Si oui j'aurais un pH de 5

Mais je sais également que le glucose peut se protoner... Alors les choses comment à se compliquer... Je suis un peu perdu, si vous aviez des idées lumineuses, elles sont les bienvenues
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[moco]

pH 5 est correct.
Mais une chose m'étonne. C'est la kyrielle de décimales, donc de chiffres significatifs de tes concentrations. Je me demande s'ils ont un sens, surtout quand on cherche un pH. On ne cherche jamais à otenir un pH avec 5 ou 6 chiffres significatifs. Alors pourquoi égrener tant de chiffres dans tes concentrations en HCl, NaCl, etc.
HCl 1.3717 10^-4 est aussi 4.9998 10^-3 g/l. Ne srait-ce pas simplement 5 mg/L, auquel cas la concentration de HCl devient simplement 1.37 10^-4 M, voire 1.4 10^-4 M ?
Même remarque pour NaCl. 1.7111 10^-4 M correspond à 1.0001 10^-2 g/L. Ne s'agit-il pas ici simplement de 10 mg/L (auquel cas la concentration de NaCl est de 1.7 10^-4 M) ?

A des pH pareils tu peux oublier la protonation du glucoese qui se produit seulement dans les solutions très acides.

[invite42d02bd0]

Oui bonne remarque pour les chiffres significatifs je t'en remercie

En effet, on me demande de calculer le pH d'une solution contenant en "formule gramme"

8mfg/l de citrate
3 mfg/l d'HCl
10 mfg/l de NaCl
100g/l de glucose
5mfg/l de valine

Toutefois on me demande le pH précis à 0,1 unité donc je pense que pH 5,8 semble etre correcte

[invite8241b23e]

J'ai mal lu ou l'on a supposé que les volumes étaient tous les mêmes ??? Parce qu'une concentration, ça fait léger seul...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite42d02bd0]

ben c'est exprimé en formule gramme. c'est de la chimie analytique quoi...

C'est a dire que 8mfg/l de citrate veut dire que dans la solution, il y a autotal 8mg/l de citrate (sous toutes ses formes)

Donc ca revient a dire que c'est égale à la concentration initiale avant réaction.

Donc les volumes n'ont pas d'importance

[moco]

La formule-gramme est l'ancien nom de la mole, en se rappelant encore qu'on considère les formules comme non ionisables, c'està-dire que H2SO4 en solution reste formé de H2SO4, et non de ions H3O+ et SO4^2-. C'est faux bien sûr, mais c'est ainsi que la théorie des formules-grammes a été développée.

Donc il me semble que tu mélanges les milligrammes (mg) avec les milli-formule-grammes.
Ta solution a 10 mg/l de sel, mais pas 10 mfg/Litre. Elle a 0.17 mfg/litre.

[invite42d02bd0]

Heu je ne comprend plus la...

10mg/l de NaCl en solution n'est pas égal a 10mfg/l?

[invite42d02bd0]

ah non suis je bête ca vient de faire tilt!

merci a Moco pour cette remarque!

[invite42d02bd0]

Alors là, effectivement j'ai un petit problème...

Résumon la situation.

Avant toute réaction j'ai donc :

[Citrate]=8e-3M (pKa = 3,1 ; 4,8 ; 6,4)
[HCl]=5e-3M
[NaCl]=10e-3M
[Glucose]=10g/l
[Valine]=5e-3M (pKa COOH = 2,3, pKa NH2 = 9,7)


Et bien je ne sais pas comment calculer le pH... je suis perdu entre le citrate et la valine...

Je pense que HCl va protonner la fonction la plus basique tout d'abord, soit l'amine de l'acide aminée.

J'aurais alors ValineNH3+ = 5e-3M

Mais alors comment déterminer le pH?

Car j'ai 3 fonctions dans mon mélange :

ValineNH3+ qui peut déterminer le pH avec l'équilibre
: ValineNH3+ + H2O -> ValineNH2 + H3O+
: ValineCOO- + H2O -> ValineCOOH + OH-
et enfin le pH déterminé par 8e-3M de citrate en solution aqueuse.

Est ce que je dois en fait écrire tous les équilibres, mettre ce que vaut H+ en équation mathématique pour chaque équilibre et puis résoudre le système?

[moco]

En principe tu devrais en effet écrire tous ces équilibres. mais si tu le fais, tu vas arriver à une éuqation du 4ème ou du 5ème degré. L'horreur ! Tu as intérêt à ne considérer que le seul acide libre, à savoir HCl, et de calculer le pH en fonction de lui. Tu vas faire une erreur bien sûr, mais elle ne devrait pas dépasser le ±0.1. Et de toute façon personne ne peut te demander de faire mieux.

[invite42d02bd0]

probleme...Il n'y a plus d'acide libre... J'ai en gros un mélange de citrate et de valine dont la fonction amine est protonée

[invitec1aa3166]

Ce que tu peux faire, c'est exprimer toutes tes concentrations d'espèces chargées en fonction d'H3O+ (via tes constantes d'équilibre, tes équations de conservation de la matière,...). Ensuite tu calcule ces concentrations pour chaque pH (toutes les 0,1 unités) (utilise excel). Pour chaque pH tu fais le bilan de charges. Le pH pour lequel celui-ci sera le plus proche de 0 sera le bon (principe d'électroneutralité). J'espère que c'est suffisament clair. En tout cas, c'est la méthode que j'ai moi-même utilisée pour un calcul équivalent (aa = glycine).