[MATH SUP] Déterminer un pH

[procato]

Bonjour à tous,

j'ai un exercice que j'essaie de faire depuis au moins une heure sans résultats valables :

À partir de Va=30 mL d’une solution de H3P04 à C1=0,10 mol/L et d’une solution de soude à C2= 0,50 mol/L on veut préparer
une solution tampon de pH = 6,9.

Quel est le volume de solution de NaOH à ajouter aux Va=30 mL de H3PO4 pour obtenir la solution tampon désirée ?

Pka(H3A,H2A-)=2.1
PS: Il donnent aussi les Pka des autres couples mais ils n’interviennent pas il me semble.




Mon raisonnement : RPNQ: H3A+HO-=H20+H2A-
Ka= =. Avec et de même pour Cb par dillution, avec Vb à déterminer.

Je trouve une autre égalité grâce au pH en fonction de Vb et x mais le système me donne des résultats incohérents...
Que dois-je prendre pour égalité pour le pH ?

Merci de m’éclairer sur cet exercice.
-----

[carlitobobo]

Si je me souviens bien, le domaine de validité d'un mélange tampon est de pKa+/-1
Or, si tu choisis comme couple H3A/H2A- avec un pKa de 2.1, tu es hors des conditions de validité du tampon.
Par contre, si tu t'intéresses au second couple H2A-/HA- dont le pKa est de 7.2, je pense, tu es vraiment dans les conditions de validité du tampon.
Essaie un peu de revoir tes calculs avec ces données...

[procato]

Je vais essayer mais à la base on a introduit seulement du H3A, donc pourquoi j'ai les droit de considérer qu'il y a un autre couple en solution ?

En tout cas merci pour ta réponse !

[carlitobobo]

en fait, au départ tu as la réaction H3PO4 + OH- <==> H2O + H2PO4 - dans laquelle le pKa à considérer est celui du couple H3PO4 / H2PO4 - .
Si tu ajoutes suffisamment de OH - (même nombre de moles que le nombre initial de moles de H3PO4), tu arrives à l'équivalence pour la première ionisation de H3PO4 et à ce moment, le pH est devenu le pH de la base faible H2PO4 -.
Cette base faible est en fait un ampholyte qui va se comporter comme un acide vis-à-vis de OH - que tu continues d'ajouter à ta solution initiale et tu abordes à ce moment la seconde ionisation de l'acide selon l'équation H2PO4 - + OH - <==> H2O + HPO4 --. Le pKa à considérer sera alors de 7,2.
Lorsque tu auras ajouté en tout un nombre de moles de OH - = 1,5 fois le nb initial de moles de H3PO4, tu seras en plein tampon de la seconde ionisation et le pH de ta solution tampon sera à ce moment-là égal au second pKa, c'est-à-dire 7,2.
La réponse que tu cherches est entre les deux moments : le moment de la fin de la première ionisation (ou du début de la seconde) et la moitié de la seconde ionisation, autrement dit le nb de moles de NaOH doit être compris entre 1fois et une fois et demi le nombre initial de moles d'H3PO4.
un conseil : recherche sur Internet des articles et/ou des graphiques relatifs à la neutralisation de H3PO4 par NaOH et essaie de repérer sur ces graphiques les valeurs dont je viens de te parler

au plaisir de te lire...

[A voir en vidéo sur Futura]

[procato]

Merci beaucoup d'avoir pris la peine de me répondre ! Je vais suivre tes conseils et je te donnerai mon resultat plus tard !