Calcul de Ph, equilibre acides bases

[Chimie2012]

Voici 3 exercices de chimie que je doit rendre le lundi 16 janvier 2012 dont j'ai besoin de votre aide svp :

EXO 1 :
On considere 500ml d'une solution de H2SO4 (diacide fort) contenant 0.25 moles de H2SO4:
- Calculer son pH
- On ajoute a la solution précedente 0.5 moles de NaOH sans variation de volumes. Ecrire la réaction et calculer le pH de la solution obtenue.

EXO 2 :
Sachant que la constante d'acidité de l'acide benzoique, C6H5COOH est égale a 6.2 x 10^-5 , calculer la concentration molaire et massique d'une solution de benzoate de sodium C6H5COONa dont le pH est egale a 9.2.
masse molaire du benzoate de sodium : 144 g/mol

EXO 3 :
L'acide formique HCOOH a une constante d'acidite egale à 2 x 10^-4
1- calculer son pKa
2- quel est le pH d'une solution de cet acide a 0.1 mol/L
3- On ajoute a 1L de cette solution 4 litres d'eau quel est le nouveau pH ?
4- A 20 mL d'une solution d'acide formique a 0.5 mol/L, on ajoute 5 mL d'hydroxyde de sodium NaOH (base forte) à 1mol/L. Ecrire la réaction et calculer le pH de la solution obtenue.
5- On ajoute à la solution précédente encore 5 mL de NaOH a 1 mol/L . Ecrire la reaction et calculer le nouveau pH.

En attente d'une reponse. Merci .
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[Nox]

Bonsoir,

Nous ne sommes pas là pour faire des devoirs, donc commence par indiquer quelles ont été tes pistes pour chaque exercice, et nous t'aiderons lorsque nous saurons où tu bloques.

Nox

[Chimie2012]

Je ne demande pas du tout a ce qu'on me fasse tout mais de l'aide jai fait le 1er tiret de l'exo 1 mais je ne vois pas comment additionner 0.5 mol de NaOH a des moles de H2SO4...

Pour lexo 2 jai fait avec la formule du pH pour une acide faible mais sa me donne une concentration aberante

Et pour le 3 jai fait le 1 et 2 mais apres je n'y arrive plus toujours avec des addition pour trouver un pH...

Merci !

[moco]

Si tu ne vois pas ce qui se passe quand on rajoute NaOH à une solution d'acide, il ne sert à rien d'essayer de te lancer dans quelques calculs que ce soit. Car cette réaction est probablement l'une des premières qu'on doit absolument connaître en chimie : les bases détruisent les acides ! NaOH détruit les acides. Les acides donnent dans l'eau des ions H+ (ou H3O+), et NaOH donne des ions OH-. Les ions OH- et H3O+ ne peuvent pas coexister dans l'eau simultanément. Ils se détruisent selon :
H3O+ + OH- --> 2 H2O
Et si comme ici tu pars de 0.25 mole d'acide H2SO4, tu obtiens dans l'eau le double, donc 0.5 mole de ions H3O+, car chaque molécule de H2SO4 donne 2 ions H3O+. Il se trouve que tu vas rajouter le même nombre, donc 0.5 mole de NaOH. A la fin, il ne restera en solution ni acide ni base, seulement de l'eau, donc un pH égal à 7.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chimie2012]

Merci et pour lexo 2 ya moyen de savoir le ka du benzoate de sodium ?

[mach3]

La constante d'acidité qu'on te donne dans l'énoncé est celle du couple acide benzoique/benzoate.

m@ch3

[moco]

Tu n'est pas tombé sur un problème facile. Allons-y calmement.

Tout d'abord il faut dire que le benzoate de sodium n'a pas de constante K_a. Cette constante K_a se rapporta à une substance qui dans l'eau libère des ions H⁺ qui vont se fixer su une molécule d'eau. Tant le benzoate de sodium que le ion benzoate n'ont pas cette propriété. Ils font le contraire. Ils arrachent des protons H⁺ à l'eau, pour former la molécule d'acide benzoïque et des ions OH- selon la réaction :
C₆H₅COO- + H₂O --> C₆H₅COOH + OH^-
Cette réaction libère des ions OH^- typiques des bases. C'est pourquoi on désigne sous le nom de K_b la constante de son équilibre.
K_b = [C₆H₅COOH][OH^-]/[C₆H₅COO^-]
A titre documentaire, je te rappelle l'expression du K_a de l'acide benzoïque, dont tu auras besoin plus loin, et qui dérive de l'équation :
C₆H₅COOH + H₂O --> C₆H₅COO^- + H₃O⁺
K_a = [C₆H₅COO^-][H₃O⁺]/[C₆H₅COOH].
Si tu multiplies les expressions littérales de K_a et de K_b, tu verras que le résultat est K_e = [H₃O⁺][OH^-] = 10^-14.

Pour revenir à ton problème, on te donne le K_a de l'acide benzoïque qui ne te sert à rien, car tu dois absolument connaître le K_b du benzoate. Il faut d'abord calculer K_b = 10^-14/K_a = 10^-14/6.2 10^-5. Fais le calcul ! tu devrais trouver quelque chose en 10^-10. Avec cela tu peux presque résoudre ton problème. Il faut encore calculer [OH^-]
Si le pH vaut 9.2, on tire [H+] = 10^-9.2 = 6.3 10^-10, et [OH-] = 1.6 10^-5

On y est enfin. Tu reprends la définition de K_b, écrite plus haut, et tu y introduis les valeurs numériques égrenées dans les calculs que j'ai fait :
K_b = [C₆H₅COOH][OH^-]/[C₆H₅COO^-] = 1.61 10^-10 = (1.6 10^-5)2/(c - 1.6 10^-5)
J'espère que tu m'as suivi. J'ai un peu abrégé !

Ceci est une équation à 1 inconnue : la concentration c de benzoate, qu'on trouve ne résolvant cette équation, mais qui sera donnée en mole par litre. Il restera à la transformer encore en grammes par litre.

[moco]

J'ai commis une erreur d'indice dans la dernière équation, qui m'a fait tomber un carré. Il aurait fallu lire ceci :
K_b = [C₆H₅COOH][OH^-]/[C₆H₅COO^-] = 1.61 10^-10 = (1.6 10^-5)²/(c - 1.6 10^-5)

[invite704a10e4]

Bonsoir ,
serait vous m'expliquez cette énoncé afin que je puisse le résoudre:

Exo:le degré d'ionisation de HNO2 (Ka=10^-4) à pH=4 est 25,50,40, 30 ou aute pourcentage

merciii d'avance