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Calculer la capacité d'une solution tampon



  1. #1
    unnomquelconque

    Calculer la capacité d'une solution tampon


    ------

    Bonjours à tous, je suis présentement en train de me casser la tête avec ca : comment calculer la capacité d'une solution tampon

    On ne peut pas se fier uniquement à l'ajout d'ions H+ car l'équilibre favorisera du coup la production d'OH- non (LeChâtelier)?
    HA + OH <-> A + H

    Y'a-il une méthode pour calculer théoriquement la capacité d'un tampon?

    Cet exo me laisse penser que oui...

    Merci d'avance pour votre aide!

    -----

  2. #2
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    Le pouvoir tampon d'une solution peut être défini par le rapport dpH/dn où dpH est la variation de pH qui résulte de l'ajout de dn mol/L de réactif quelconque . Si le pH varie peu lorsqu'on ajoute un acide ( ou une base forte) il na variera pas plus ( mais peut être pareil ) si on ajoute un acide (ou une base faible) , le pH doit varier peu quand on dilue.
    On peut calculer le pouvoir tampon d'un mélange équimolaire AH/A- assez facilement. IL suffit de calculer la variation de pH qui résulte de l'ajout de H+ : il se produit la réaction quasi totale A-+H+ = AH . On constate facilement plus le mélange AH/A- est concentré meilleur est le tampon

  3. #3
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    Par cette démarche, nous avons besoins d'une partie expériementale non? Comme l'expérience que j'ai fait n'est pas du tout précise, y'a-il un moyen d'avoir la valeur exacte de la capacité du tampon pour comparer mes résultats?
    Au numéro 4 du lien que j'ai donné, je ne crois pas que cela soit nécéssaire d'avoir à faire une expérimentation.

    EDIT: Si je suis tout à fait dans le champ et qu'on a pas besoin d'une partie expérimental, peux-tu m'expliquer svp ?

  4. #4
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    dans l'exo 4 tu as un mélange AH/A- dont les concentrations sont connues.

    - quelle définition de la capacité d'un tampon connais tu ?
    - si tu ajoutes un peu de base forte tu feras la réactio quasi totale
    AH + OH- = A- + H2O et tu pourras ainsi calculer les nouvelles concentrations de AH et A- donc le nouveau pH de la solution: la formule
    pH = pK + log([base]/ [acide] ) est toujours valable ( ce n'est rien d'autre que l'expression logarithmique de la constante d'acidité ) n
    - ne cherche pas à apprendre trop de formules .... car on oublie dans quel cas elles s'appliquent , on essaye plutot de comprendre ce qui se passe ... et ce n'est pas si facile ! courage !!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    La définition de la capacité tampon est le nombre de mol (H+ ou OH-) nécéssaire pour augmenter le pH d'1,00 unitée. J'ai regardé pasmal sur internet et c'est aussi la définition du pouvoir tampon.

    J'ai une solution tampon acide faible, base faible conjugué et je rajoute une base forte...mais voilà, la base forte se neutralise au complet
    J'ai l'impression qu'un ajout d'OH- favorisera la production H+ dans la formule à l'équilibre et c'est pour cela que je n'arrive pas à calculer le pH....Je ne sais pas jusqu'où la proportion OH- ajoutée sera contrebalancé par le déplacement de l'équilibre. Si je le savais, je pourrait alors aisémment (je crois) trouver le pH.
    Faut-il que je le prenne comme une réaction de neutralisation et négliger les effets tampon?
    NaOH + HA -> A- + H2O?

  7. #6
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    les ions Na+ sont spectateurs.... on ne s'en occupe pas
    tu vas chercher la quantité de soude à ajouter pour avoir une augmentation de pH de 1 unité. Tu as dans la solution un mélange acidefaibleAH/base faibleA-. Quand tu ajoutes la soude (x moles) la réaction qui se produit est quasitotale
    AH+OH-=A-+H2O , donc les OH- ajoutés ont quasi disparu , il y plus de A- ( on peut calculer leur nouvelle concentration en fonction de x ) et il y a moins de A- ( calculables ! ) Tu appliques la formule pH=pK+log([a-]/[AH]) avec la nouvelle valeur du pH et tu vas trouver x
    Attention ne confonds pas nombre de mole et concentration en mol/L
    Je ne sais pas pourquoi tu te tortures avec les H+ .... qui sont très minoritaires dans notre histoire !

  8. #7
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    Citation Envoyé par jeanne08 Voir le message
    la soude (x moles) la réaction qui se produit est quasitotale
    AH+OH-=A-+H2O , donc les OH- ajoutés ont quasi disparu , il y plus de A- ( on peut calculer leur nouvelle concentration en fonction de x ) et il y a moins de A- ( calculables ! )
    C'est surtout ca que je ne sais pas calculer
    Dans ma tête, ce n'est pas faisable car l'équilibre tampon va apporter une nouvelle formation d'AH + OH- jusqu,à un certain point...non calculable vraiment...

  9. #8
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    peux tu communiquer l'enoncé de l'exo et le début de ta solution.... je ne te ferai pas l'exo mais je pourrai peut être voir où sont tes difficultés !

  10. #9
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    En fait, c'est pas un exo mais un laboratoire où j'ai eu à mesurer la capacité tampon expérimentalement d'une solution tampon.
    Je connais les concentrations en jeux car nous partons de solutions tampon dans un presque équilibre faible-faible conjugué, et nous ajoutons ensuite du NaOH pour élever le pH d'1,00 unités. Fin bref, expérimentalement c'est quasi-impossible d'arriver à une valeur exacte pour 1,00 unités

    Comme nous avons aussi appris que le secret d'une solution tampon réside dans déplacement de l'équilibre selon le principe LeChâtelier je ne vois pas comment je pourrais prédire cet effet et ainsi savoir quelle quantité de NaOH ajouter pour augmenter le pH d'1,00 unité. Sur internet, la seul formule qu'il y'a est trop compliquer pour que je l'applique sans exemple ou sans cours magistraux
    Surtour que je ne vois pas vraiment comment appliquer la formule suivant étant donné que le NaOH n'y figure pas.

  11. #10
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    J'ai beau essayer de prendre cette formule avec A- remplacé par H+ et HA par OH-, les deux ions "complémentaires" si on veut, mais ca me donne des résultats trop bizzard pour être vrai. À commencer par le tableau...

    Code:
             A-    +    H      <->     HA   +    OH-
    []ini   [ ]i         [ ]i               [ ]i          [ ]i
    []fin   [ ] i        [ ] i + x        [ ] i + x   [ ]i + x

  12. #11
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    - il faut que tu écrives ta réaction acide-base comme il faut . Tu pars d'un mélange AH/A- dont tu connais les concentrations initiales : la réaction si tu ajoutes x mole/L de OH- est AH + OH- = A- + H2O et les concentrations sont donc pour AH : [AH]i-x pour A- :[A-]i + x et pour OH- une très petite quantité voisine de zero . Tu n'as plus qu'à remplacer dans ta formule donnant le pH et tu trouveras le x
    - attention on raisonne en mol/L !!!
    - en pratique le pouvoir tampon peut être defini par le rapport (concentration ajoutée de soude en mol/L/ variation de pH qui en résulte) . Tu remarquers que cela te donnes la même définition si tu as une varaition de pH de 1 unité .
    - Tu peux donc faire l'experience avec une quantité connue de solution tampon ( ex 100 mL), ajouter une quantité de soude ( avec une burette , ex 5 mL de solution à 0,1mol/L soit 0,0005 mol, la concentration ajoutée est alors 0,005 mol/L) tu mesures la varaition de pH qui résulte .... Tu adaptes l'exemple avec le matériel que tu as ...
    - essaye de bien comprendre ce qui se passe quand on mélange des acides et des bases dans l'eau , la réaction prépondérante , celle qui l'emporte est celle de l'acide le plus fort mis avec la bases la plus forte mise .

  13. #12
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    Salut, j'ai essayer d'appliquer la formule d'internet et ca marche relativement assez bien (je suis à la fin de session et c'Est de la matière que le prof ne m'a pas donnée, je ne peux me permettre de prendre le temps de comprendre les formules car avec toutes les autres matière mon cerveau va cramer...)

    Cependant, j'ai


    tiré d'ici :
    http://www.chembuddy.com/?left=pH-ca...uffer-capacity

    En remplacant les H+ par les concentrations que j'ai à pH + 1 de la solution tampon , en simplifiant Keau / H+ par [OH- ] et en calculant concentration tampon=[HA+A], est-ce une bonne démarche? J'arrive à sensiblement les mêmes choses que les résutats expérimentaux...est-un hasard?
    La formule est tirée d'ici

  14. #13
    jeanne08

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    je ne sais pas beaucoup de formule par coeur ... donc je ne vais pas pouvoir t'aider dans ce sens .... désolée !

  15. #14
    unnomquelconque

    Re : Calculer la capacité d'une solution tampon

    J'y suis finalement arrivé....ca été long

    1- calculer la concentration d'acide à l'équilibre
    2- faire comme une neutralisation acide-faible base forte avec X comme volume de NaOH et par conséquent, volume HA + X = volume total
    3- se servir de la formule handerson-Hasselback pour avoir un logarithme de la mort (a big deadly one that bleeded my eyes for at least 15 minuts of recalculating)

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