pH Solution tampon

[invite8a28f8ec]

Bonjour,
je refais un exercice avec la correction de mon prof mais j'ai quelques petits soucis !

Énoncé:
On réalise une solution tampon ammonium/ammoniac avec:
- 25 mL de NH4+ à 0,2 mol/L (après calcul: n= 5,0.10^-3)
-50 mL de NH3 à 0,15 mol/L (après calcul: n= 7,5.10^-3)
1)Calculez le pH de cette solution et les % des deux espèces.

Pour le % pas de soucis, calcul des QDM puis rapport.

Pour le pH, j'utilise la formule pH=pka + log([NH3]/[NH4+])= 9,13.
Le prof utilise la même formule sauf qu'il remplace les concentrations par les QDM :

pH=pka + log((7,5.10^-3/V)/(5,0.10^-3/V))= 9,426.

Quand il parle du V, je pense qu'il fait référence volume total de la solution (75mL) car sinon, il ne peut simplifier par V!

On ajoute ensuite 10mL d'acide sulfurique à 0,1mol/L.
2)Écrivez la réaction. Calculez le pH de la solution après ajout de l'acide et les % des espèces.

Pas de soucis pour l'équation, pour le pH je cherche d'abord Keq:
Keq= Ka1/Ka2=1/10^-9,25=10^9,25.
Puis, pH=log(10^9.25)+log (0,15/0,1)=9,426.
J'ai un problème: mon pH augmente avec l'ajout d'acide, impossible.
Le prof donne le pH= 9,14 sans développer.

Autre soucis pour le %, au niveau de la QDM d'H3O+:
-moi: n=C.V = 0,1x10.10^-3=1,0.10^-3 mol
-le prof: n=2,0.10^-3mol
Je ne vois pas d'où ça peut sortir...

Merci d'avance pour l'aide!
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[jeanne08]

La formule pH =pKa + log (( base)/(acide)) fait intervenir des concentrations en base et acide . ici le rapport des concentrations est aussi le rapport des nombres de moles ... on trouve bien un pH de 9,43
Quand on ajoute des ions H+ on fait la réaction quasi totale NH3 + H+ -> NH4+
donc si on ajoute n H+ on aura : nombre de NH3 = 7,5E-3 - n et nombre de nH4+ = 5E-3 + n et on va remplacer toujours dans la même formule qui donne le pH ...
l'acide sulfurique est un diacide fort donc si on ajoute 1E-3 mol de H2SO4 on ajoute en réalité 2E-3 mol de H+ ...

[invite8a28f8ec]

Je savais que l'acide sulfurique est un diacide fort, mais pas pour les H+, merci !

Par contre, je ne comprends pas pour la formule pH=pka + log ([B]/[A]) = pka + log(n(B)/n(A)) car si le volume de chaque espèce est différent, je ne vois pas le lien entre la concentration et les QDM.

Dans la correction, le prof met:

pH= pka + log ((7,5E-3/V)/(5,0E-3/V))

Ce qui me dérange c'est cette histoire du V, à part si il s'agit du volume total de la solution, les volumes sont différents ...

[invite8a28f8ec]

Ah et aussi, pour le second pH après ajout d'acide, ça donne ça ?
pH= 9,25+log(0.15/0.2) = 9,13.

Avec 0,2 la concentration en ion oxonium d'après ce que tu viens de m'expliquer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

Je reprends les calculs du début : on met 25 mL de solution 0,15M en NH4+ soit 5E-3 mol de NH4+ dans le volume total des solutions et on met 5E-3 mol de NH3 dans le même volume total de 75 mL ...
Quand on ajoute 10 mL de solution 0,1M en H2SO4 , on ajoute 2E-3 mol de H+ qui réagissent avec NH3 pour donner NH4+ . Le nombre de NH3 est alors de 5,5E-3 et le nombre de NH4+ est7E-3 mol , tout cela dans un nouveau volume total ( 85 mL ) . le rapport des concentrations est aussi le rapport des nombres de moles.