calcul du PH solution aqueuse de NaClO4?

[khalidou67]

Bonjour,

J'ai un souci avec l'exercice suivant:

1) Une solution aqueuse contient 0,1 mol/L de NaClO₄.
Sachant que HClO₄ est un acide fort totalement dissocié, quelles sont les espèces présentes dans la solution et quel est son pH?
2) On ajoute à 1 L de la solution précédente, 0,1 mole de NH₄Cl cristallisé (pas de variation du volume). (pKa de NH₄⁺ = 9,3)
Quelles sont les espèces présentes dans la solution et quel est son pH?
3) A 1 L de la solution obtenue dans 2) on ajoute 1 L de soude 5.10^-2 mol/L.
Quel est le pH de la solution?
-----

[khalidou67]

Re,
Voila mes reflexions:
1) les espèces présentes sont : Na+, ClO4- (est ce que H+ est aussi présent?)
est ce que le ph est celui d'un acide fort (-log 0,1) ou base conjuguée?
2) NH4+, Cl-, Na+, ClO4- (????)
pH = ???
3) je ne vois pas!

Merci de votre aide!

[Sways]

Salut

les espèces présentes: Na+ ; ClO4- ; H3O+ ; OH-
(mais comme HClO4 est un acide fort, alors les ions OH- sont négligeables)

l'électroneutralité: [Na+]+[H+]=[ClO4-]

Comme l'acide est très dissocié, la concentration:
C=0,1mol/L= [H+]=[ClO4-]

D'où pH= -log[H3O+] = -log(0,1) = 1

Si quelqu'un peut confirmer ce que je dis...

[invite602068ff]

Salut
Pour moi NaClO4 est la base faible conjuguée de HClO4, alors pH = 1je n'y crois pas trop.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sways]

ok oubliez ce que j'ai dis alors...

[khalidou67]

Merci de vos reponses, meme si je vois que vous vous pose les memes questions que moi et que du coup je suis au meme point!

[moco]

NaClO₄ n'a exactement aucun effet sur le pH. Il est entendu que ClO₄^- est la base conjuguée de HClO₄. Mais HClO₄ est l'acide le plus fort connu. Donc ClO₄^- est la base la plus forte connue. Donc NaClO₄ n'a aucun effet sur le pH. Sa solution a le pH 7.

Pour la 2ème question, si tu rajoutes du NH₄Cl, tu traites le ion NH₄⁺ comme un acide faible, et tu ignores la présence de NaClO₄.

[khalidou67]

NaClO₄ n'a exactement aucun effet sur le pH. Il est entendu que ClO₄^- est la base conjuguée de HClO₄. Mais HClO₄ est l'acide le plus fort connu. Donc ClO₄^- est la base la plus forte connue. Donc NaClO₄ n'a aucun effet sur le pH. Sa solution a le pH 7.

Pour la 2ème question, si tu rajoutes du NH₄Cl, tu traites le ion NH₄⁺ comme un acide faible, et tu ignores la présence de NaClO₄.

Vous voulez dire que ClO4 est neutre (car ce n'est pas parceque un acide est fort que sa base le sera non?).

[moco]

ClO₄^- ne contribue pas au pH. C'est comme le ion Cl^- issu de HCl, ou de NaCl. Il ne modifie pas le pH.

Et tu peux généraliser ce que j'ai dit. Cela donne :
- Les acides forts (comme HCl) déterminent le pH et correspondent à des bases négligeables (comme Cl-), qui ne modifient pas le pH.
- Les acides faibles (comme CH₃COOH) correspondent à des bases très faibles (comme CH₃COO-), mais tous deux modifient le pH.
- Les acides très faibles (comme NH₄+) correspondent à des bases faibles (comme NH₃), mais tous deux modifient le pH.
- Les acides négligeables (qui ne modifient pas le pH, comme l'eau) correspondent à des bases fortes (comme OH-)

[Guillaume69]

Bonjour,

Deux abréviations que je vais utiliser : RP = réaction prépondérante (constante la plus élevée)
RS = réaction secondaire

NaClO₄ n'a exactement aucun effet sur le pH. Il est entendu que ClO₄^- est la base conjuguée de HClO₄. Mais HClO₄ est l'acide le plus fort connu.

Non. Un acide fort a un pKa<0. Or une base faible a un pKa<14. La la base conjuguée d'un acide fort est donc très faible.

1/ Dissociation totale du sel : NaCLO₄ --> Na⁺ + CLO₄^-
Espèces présentes en solution : H₂O en excès, CLO₄^- à 0,1M et Na⁺ à 0,1M.
Tu es donc dans le cas du pH d'une base faible. Tu peux appliquer la formule pOH = 1/2(p_KB -log(0,1)) en vérifiant que [OH^-] << 0,1. Puis tu vérifie si la réaction secondaire (autoprotolyse de l'eau) est bien négligeable.
Si tu n'as pas l'habitude de faire comme ça, tu reprends la méthode habituelle, en faisant un tableau d'avancement en concentration.
CLO₄^- + H₂O = HO^- + HCLO₄ de constante K_B. C'est la RP
2H₂O = H₃O⁺HO^- de constante K_e. C'est la RS. Elle est négligeable si pH < 6,5 ou pH > 7,5

2/ dissociation totale de NH4Cl. Tu as donc dans ton milieu de l'eau, Na⁺, Cl^- , NH₄⁺ et CLO₄^-.
Réactions à considérer pour ton bilan de matière :
NH₄⁺ + CLO₄^- = HCLO₄ + NH₃ de constante \frac{10^{-9,2}}{K_2}
NH₄⁺ + H2O = ...
CLO₄^- + H2O = ...
Tu commences par la RP (la première), tu trouves un pH. Tu vérifies si les deux autres sont négligeables, en commençant par celle qui a la constante la plus élevée (pour éviter de faire deux calculs si ce n'est pas nécessaire).
Si oui tant mieux, si non, tu corriges.
Attention : si les deux RS ne sont pas négligeables, il faut aussi vérifier si l'autoprotolyse de l'eau l'est.

3/ toujours la même méthode : faire l'inventaire des espèces présentes, trouver les RP et RS, calculer le pH induit par la RP et vérifier que les RS sont négligeables grâce à des bilans en concentration, sinon corriger le pH initialement trouvé.

Bon courage

[khalidou67]

si j'ai bien compris :

1) pH =7

2) je calcule le coefficient de dissociation a (qui est trs faible devant 1)
et le pH = -log aC = 5,15

3) une partie de NH4+ sera neutralisee par la soude et il restera 0,05 mol/2L
donc une concentration de 0,025 mol/L soit un pH = 5,8

est ce bien ca?

Pour Guillaume69, je n'ai pas le Kb de ClO4 dans l'ennoce, je pense donc que l'on va considerer ClO4 comme etant neutre .......

merci de votre aide!

[Guillaume69]

Au fait... mauvaise citation dans mon message, désolé...