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un petit exercice (acide/base) ...



  1. #1
    LeMorse

    Question un petit exercice (acide/base) ...


    ------

    Je n'arrive pas du tout à faire cet exercice et je n'ai pas les corrigés, peut-être que quelqu'un parmi vous saurait le faire en le détaillant:

    1/ une solution d'acide benzoïque de concentration égale à 10^-2 mol.L a un PH = 3,1.
    Montrez que cet acide est un acide faible.

    2/ On dispose de deux solutions basiques (1) et (2) de concentration C0;
    On mesure le PH pour différentes valeurs de ces solutions

    solution | C0 | 0,1 C0 | 0,01 C0
    --------------|-----------|------------------|----------------
    1 | 12,7 | 11,7 | 10,7
    -------------|------------|------------------|---------------
    2 | 11,0 | 10,5 | 9,9

    a/ Montrez que l'une des deux bases est forte et que l'autre est faible. Précisez laquelle.

    b/ Calculez C0


    Par avance, merci pour votre aide

    -----

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  3. #2
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Est-tu en S, STL ou étude Sup ? Car je complèterais mes réponses en fonction de ce fait ^^

    Mais je peux déjà te dire: un acide faible est un acide qui n'est pas totalement dissocié (dans l'eau).. Exemple:

    HA + H2O <------ ---> A- + H3O+

    Toutes les molécules HA ne sont pas transformées en A- + H+. Alors que si ça avait été un acide fort comme HCl:

    HCl + H2O ------> H3O+ + Cl-
    => Il ne reste plus une seule trace de HCl. Toute la quantité de matière à réagis.

    Nous avons donc ici: n(HCl) = n(H3O+) = n(Cl-)

    <=> [HCl] = [H3O+] = [Cl-]

    Or, pH = -log([H3O+])

    ==> pH = -log(Ca) (Où Ca est ici la concentration de HCl).

    Ceci n'est bien entendu valable QUE pour les acides forts.

    Donc, si tu par exemple 10-2 mol.L-1 pour l'acide benzoïque, si cet acide était fort, nous aurions:

    pH = -log(10-2) = 2

    Or nous avons pH = 3,1

    ==> L'acide benzoïque est donc faible


    Pour les bases fortes (uniquement):

    pH = 14 + log(Cb) (Où Cb est la concentration en base).

    Il suffit d'appliquer le même raisonnement.

    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

  4. #3
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Merci TheMoustic,

    je suis en anné prepa de BTS diet.
    Jusque la ça se passait bien, mais la j'ai vraiment du mal avec les acides/bases.

  5. #4
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Ok d'accord

    Sinon, ça va ça ?
    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

  6. #5
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    en fait d'après les cour, je pense que la marche a suivre est la recherche de la PKa.
    voila ce que j'ai fait pour l'instant, (en esperant que se soit lisible):


    a/ Conservation de la matière : [C6H5COOH] + [C6H5COO-]= C0

    b/ Constante d’équilibre : le produit ionique de l’eau Ke = [OH-] [H3O+]
    Constante d’acidité Ka = [C6H5COO-] x [H3O+]
    [C6H5COOH]


    c/ Electro-neutralité de la solution : [C6H5COO-] + [OH-] = [H3O+]

    (c) [C6H5COO-] ≈ [H3O+]
    (b) [C6H5COOH] ≈ C0*

    Ka = [C6H5COO-] x [H3O+]C0 x [OH-] = C0 x [OH-] = C0 x [OH-]2
    [C6H5COOH] [H3O+] Ke Ke
    [OH-]

    Ka x Ke = C0 x [OH-]2
    lg Ka + lgKe = lgC0 + 2lg [OH-]
    -pKa -14 = lgC0 - 2pH

    pH = 7+ 1 (pKa + lgC0)
    2
    pH = 7+ pKa + lgC0
    2 2

    2 pH = 7 + pKa + -2
    2 2 2

    pKa = 2 (7 – 1 – pH)
    pKa = 2 (7 – 1 – 3,1)
    pKa = 2 (7 – 1 – 3,1)
    pKa = 5,8


    est-ce que le PKa prouve que c'est un acide faible ou faut il le mettre en comparaison avec autre chose comme lgC0 ?

    Voila j'espère que ça va marcher car je n'ai pas réussi a posté ça tout plus tôt

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    DSL, ce n'est pas très bien alligné, mais ça reste comprensible (un petit copié colé et hope ça se li comme de la poesie)

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  10. #7
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Relations mères des espèces faibles:

    Ka = [A-].[H3O+]/[HA]

    Si pKa > pCa + 2 (pCa = -log(Ca)) alors:

    pH = 1/2(pKa - log(Ca))

    Sinon:

    pH = -log(1/2*(Ka.Ca+racine(Ka.Ca + 4.Ka.Ca))


    Ici, tu n'as aucune info sur les pKa, tu ne peux rien faire... Enfin presque..

    pour l'acide benzoïque, si cet acide était fort, nous aurions:

    pH = -log(10-2) = 2

    Or nous avons pH = 3,1

    ==> L'acide benzoïque est donc faible
    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

  11. #8
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Citation Envoyé par TheMoustic Voir le message

    Ici, tu n'as aucune info sur les pKa, tu ne peux rien faire... Enfin presque..
    je trouve : pKa = 5,8

    ci c'est corecte on sait que pH > ou < PKa
    en fait je ne sais pas si > ou < ? (car ça s'inverse dans tout les sens)





    par contre je ne suis pas d'acord avec:

    Citation Envoyé par TheMoustic Voir le message

    pour l'acide benzoïque, si cet acide était fort, nous aurions:

    pH = -log(10-2) = 2

    Or nous avons pH = 3,1

    ==> L'acide benzoïque est donc faible
    Car tu ne pren pas en compte C0 or si C0 est faible, meme avec ClH, les pH serait faible
    (ex: une goute d'acide dans un ocean d'eau pure)

    donc deux question est: 1/ est ce que PKa > pH ou PKa < pH
    2/ est ce que cela détermine la force du pH? peut on le démontrer?

  12. #9
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    quesque :"pCa" ?

    merci pour ton aide!

  13. #10
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Attention !

    Il ne faut pas confondre un pH faible avec un acide faible.

    pH faible (ou pH bas) => 0 < pH < 7 (Acide fort ou faible)

    pH élevé => 7 < pH < 14 (Base forte ou faible)

    Citation Envoyé par TheMoustic Voir le message
    un acide faible est un acide qui n'est pas totalement dissocié (dans l'eau).. Exemple:

    HA + H2O <------ ---> A- + H3O+

    Toutes les molécules HA ne sont pas transformées en A- + H+. Alors que si ça avait été un acide fort comme HCl:

    HCl + H2O ------> H3O+ + Cl-
    => Il ne reste plus une seule trace de HCl. Toute la quantité de matière à réagis (elle s'est totalement transformée en H3O+ et Cl-).
    Mais je suis bien d'accord avec toi quand tu parles de la goutte dans un océan. Mais: pH = -log([H3O+)] = -log(Ca) pour un acide fort est toujours vrai.

    Il faut prendre en compte la dilution !

    Tu prends par exemple V = 4 mL de HCl à 2 mol.L-1 que tu mets dans V' = 9,096 L: la concentration en HCl dans les 9,096 L ne sera pas égal à 2 mol.L-1.

    Quand tu prends 4 mL de HCl à 2 mol.L-1, tu prends une certaine quantité de matière n(HCl) = C.V

    Ici: n(HCl) = C.V = 2*4.10-3 = 8.10-3 mol

    Que tu mets dans 9,096 L. Tu as alors une nouvelle concentration C':

    C' = n / VT

    Avec VT = V + V' = 9,096 + 0,004 = 10 L (hé oui les volume s'ajoute !).

    =>C' = 8.10-3 / 10 = 8.10-3*101 = 8.10-2 mol.L-1

    Le pH des 4 mL: pH = -log(2) = -0,3 (si si c'est possible ^^)

    Le pH dans les 10 L: pH = -log(8.10-3) = -(log(23) + log(10-3) = -(3log(2) - 3) = -0,9 + 3 = 2,1


    => De manière générale on retient: Cf = Ci*Vi / VT


    Sinon, "p" est un opérateur mathématiques: pX = -log(X)
    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

  14. #11
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Ok, c'est bon j'ai compris pKa = 5,8 = acide faible!

    donc si je ne me suis pas trompé et que pKa = 5,8, ça prouve que c'est un acide faible.
    la question est : est ce que PKa = 5,8 ou est ce que mon calcule est faut?

  15. #12
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    En effet: pKa = acide faible (ta valeur du pKa n'est pas bonne par contre).

    Mais attention, ce n'est pas un moyen de justifier que l'acide est faible !

    Le seul moyen c'est de dire:

    Si l'acide benzoïque avait été fort, nous aurions pu alors écrire:

    pH = -log([AcideBenzoïque]) = -log(10-2) = 2

    Or, nous avons pH = 3,1 !

    Cela prouve que l'acide benzoïque est un acide faible.


    Et pour le pKa:

    Ka = [H3O+]*[A-]/[HA]

    HA + H2O <------ ---> A- + H3O+

    D'après cette équation:

    [A-] = [H3O+] & [HA]f = [HA]i - [A-] = Ca - [H3O+]

    => Ka = [H3O+]2 / (Ca - [H3O+]) = 10-2pH / (Ca - 10-pH)

    pKa = -log(Ka) = -log( 10-2pH / (Ca - 10-pH) )

    pKa = -log( 10-2*3,1 / (10-2 - 10-3,1) ) = 4,16
    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

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  17. #13
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Citation Envoyé par TheMoustic Voir le message
    Et pour le pKa:

    Ka = [H3O+]*[A-]/[HA]

    HA + H2O <------ ---> A- + H3O+

    D'après cette équation:

    [A-] = [H3O+] & [HA]f = [HA]i - [A-] = Ca - [H3O+]

    => Ka = [H3O+]2 / (Ca - [H3O+]) = 10-2pH / (Ca - 10-pH)

    pKa = -log(Ka) = -log( 10-2pH / (Ca - 10-pH) )

    pKa = -log( 10-2*3,1 / (10-2 - 10-3,1) ) = 4,16
    je ne comprends pas vraiment comment tu trouve PKa. ou me suis je tromper dans la voie que j'ai suivi?

  18. #14
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    Merci TheMoustic!

    Citation Envoyé par TheMoustic Voir le message
    pour l'acide benzoïque, si cet acide était fort, nous aurions:

    pH = -log(10-2) = 2

    Or nous avons pH = 3,1

    ==> L'acide benzoïque est donc faible
    j'ai mis du temps mais j'ai compris!


    il me reste a comprendre celui ci:

    2/ On dispose de deux solutions basiques (1) et (2) de concentration C0;
    On mesure le PH pour différentes valeurs de ces solutions

    solution | C0 .| 0,1 C0 .| 0,01 C0
    --------|-----|--------|----------------
    . .. . . 1 |12,7 | 11,7 . .| 10,7
    --------|-----|--------|---------------
    . . . . .2 | 11,0 | 10,5 . .| 9,9

    a/ Montrez que l'une des deux bases est forte et que l'autre est faible. Précisez laquelle.

    b/ Calculez C0

    je vais peut être le mettre dans un nouveau post

    encore merci pour ton aide et DSL de ne pas avoir compris plus tôt

  19. #15
    TheMoustic

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    J'ai du mal à suivre ton raisonnement, les lettres sont un peu en vrac, même en faisant un copier/coller ou en faisant une citation..

    Est-ce que tu peux me le mettre sous la forme:

    Ka = [A-]*[H3O+] / [HA]

    ?

    Merci
    Rien ne sert de courir, non, ça ne sert à rien.

  20. #16
    LeMorse

    Re : un petit exercice (acide/base) ...

    alors c'est :

    On dispose de deux solutions basiques (1) et (2) de concentration C0;
    On mesure le PH pour différentes valeurs de ces solutions

    solution1: [C0=?; pH=12.7]; [C0=0.1; pH=11.7]; [C0=0.01; pH=10.7]

    solution 2: [C0=?; pH=11.0]; [C0=0.1; pH=10.5]; [C0=0.01; pH=9.9]

    a/ Montrez que l'une des deux bases est forte et que l'autre est faible. Précisez laquelle.

    b/ Calculez C0


    Merci a toi!

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