Exercice Acide/Base

[invite5c6470fc]

Bonjour,
Je suis étudiant en école D'ingénieur.
Et je me retrouve avec un DM sur les Acides/ Bases, En effet cette exercice ma parue d'abord assez simple.
Cependant, je ne sais par ou commencer.
Mes cours de Terminale sur les Acides/ Bases remonte maintenant à l'année dernière et je me retrouve donc bête devant cette exercice.
Voilà l'exercice :
On mélange 10 cm³ de H₂SO₄ 0,5 MOL/L À 15 cm³ de soude 0,2 mol/l

1. a)Calculer la concentration en H₃O⁺ de la solution obtenue.
2. b)Quel est son pH ? (Rép pH environ = 1)
3. c)Calculer la concentration des ions HO^-. (rép 10^-13 mol/l)

Donnée : Ka ( HSO₄^-/SO₄^2-) =1,2 . 10^-2 à 25°C.

a)
Donc je pense que l'on fait d'abord les équations chimiques :
Dans un premier temps :

H₂SO₄ + NaOH -> HSO₄^2- + H₂0 + Na⁺

Ensuite on a :

HSO₄ + H₂0 -> SO₄^- + H₃0⁺

A partir de la on obtient deux tableaux d'avancement:

1er tableau:

H₂SO₄ + NaOH -> HSO₄^2- + H₂0 + Na⁺
t=0 N₁ N₂ 0 0 /

xf N₁ -xf N₂ -xf xf xf /

2eme tableau :

HSO₄ + H₂0 -> SO₄^- + H₃0⁺

t=0 xf xf 0 0

xf xf -x₂f xf -x₂f xf xf


On a N₁ =0,5 mol/l*10cm³ et N₂ = 0,2mol/l*15cm³
0,01*0,5 = 5 . 10^-3mol
0,2 * 0,015 = 3 . 10 ^-3mol

A mon avis la première réaction est totale ... Pourquoi je ne sais pas j'aimerai que quelqu'un me l'explique si c'est le cas ...
Mais je ne trouve pas d'autre moyen de calculer xf.
donc xf = 3. 10 ^-3mol

On passe sur le second tableau:
Par la même méthode je trouve donc que xf = 3. 10 ^-3mol
Sans grandes convictions ...
Je calcule donc la concentration de H₃O⁺
= 3. 10 ^-3mol/ (0,01+0,015)= 1,2 . 10^-1mol/l

Voilà pour la première question .....

b)
Calculer le pH :
Rien de bien difficile avec la formule encore faut il que ce qui a était trouver avant soit juste ...
pH=-log(1,2 * 10^-1)= 0,92

Le résultat parait cohérent avec la solution proposé dans l'énoncé.

c)
Et la grand mystère où sont les ions HO^-?


Comme vous pouvez le voir je ne suis pas très bon en Acides / Bases j'aimerai donc des explications .
Meric !
Mick.
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[jeanne08]

La première acidité de H2SO4 est forte et la deuxième est «*faible*» pK = 1,9 .
(1) H2SO4 + H2O 6< HSO4 - + H3O+ totale
(2) HSO4 - + H2O = SO4 2- + H3O+ ( équilibrée)

Au départ on met 0,005 mol de H2SO4 puis on ajoute 0,003 mol de soude. Le tout se trouve dans 25 mL de solution .
Les réactions(3)OH- + H3O+ -> 2H2O et (4) HSO4 - + OH- -> SO4 2- sont quasi totales.

Hypothèse N°1 : seule la réaction (3) a lieu : Alors il reste 0,002 mol de H3O+ , donc (H3O+) = 2/25 et pH =1,1 . Or cette hypothèse suppose que SO4 2- est négligeable ( pas de réaction (4) ) et avec Ka de HSO4 - on calcule que (SO42-)/(HSO4-) = 1,2.10^-2/10^-1,1 = 0,15 … alors , si on veut chinoiser … hypothèse non valable

Donc on recommence …
comme on a mis un gros excès d’acide il n’y aura plus de OH- et il va rester des H3O+ , des HSO4 - et il y aura des SO4 2- . La seule chose dont on est sur c’est que le pH sera très acide . ..
Équations : neutralité : (Na+) + (H3O+ ) = (HSO4-) +2 (SO4 2-) avec (Na+) = 3/25
Conservation : (HSO4 -) + (SO4 2-) = 5/25
1,2.10 -2 = (SO4 2-) *(H3O+) /(HSO4 -)
On trouve alors (H3O+) après recherche de la racine physiquement acceptable d’une équation du second degré.

[invite5c6470fc]

Tout d'abord merci d'avoir répondu.
Mais toute fois j'ai un petit problème ...

Équations : neutralité : (Na+) + (H3O+ ) = (HSO4-) +2 (SO4 2-) avec (Na+) = 3/25
Conservation : (HSO4 -) + (SO4 2-) = 5/25
1,2.10 -2 = (SO4 2-) *(H3O+) /(HSO4 -)
On trouve alors (H3O+) après recherche de la racine physiquement acceptable d’une équation du second degré.

En effet ....
Je ne comprend pas vraiment Na+ apparaît brusquement je ne comprend pas d'où il vient et encore moins sa valeur qui est de 3/25.
Merci.

[invite7d436771]

Bonsoir,

Je n'ai pas lu le fil mais comme jeanne08 n'est plus connectée je réponds.

En effet ....
Je ne comprend pas vraiment Na+ apparaît brusquement je ne comprend pas d'où il vient et encore moins sa valeur qui est de 3/25.

L'ion sodium Na⁺ apparaît car pour écrire une relation d'électroneutralité sur la solution il faut bien faire apparaître l'ensemble des charges positives, et l'ensemble des charges négatives, et pas seulement celles mises en jeu dans la réaction chimique.

La valeur 3/25 vient de 15 mL * 0,2 mol/L pour le 3, et 25 = 10 mL + 15 mL. Il aurait fallu écrire .

Nox

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