équation bilan de solutions tampons et pH

[invite1a9e3b56]

Bonjour,

J'ai un petit pb sur des solutions tampons ...
J'ai 3 solutions tampons de 100 mL chacune à 0,1 mol.L-1 et à pH= 9,25et je dois etablir leur equation bilan avec 0,2 mL de NaOH à 2 mol.L-1 + la variation de ph qui en résulte

Formations des solutions tampons:

NH3+ NH4Cl + H2O --> ?? je n'arrive pas a voir qui va reagir avec qui??
NH3 + HCl --> NH4+ + H2O +Cl- (pas sur de moi)
NH4Cl + NaOH ---> NH3 +NaCl +H2O (pas sur de moi)

A ces solution on ajoute de la soude:

Pour la premiere je seche!
NH4+ + H2O +Cl- + NaOH ---> NH4 + NaCl +H2O + OH- (c'est bien cà????)
NH3 +NaCl +H2O + NaOH ----> NH3 + Na2Cl + H2O + OH6 ( c'est bien ca????)

Et ensuite je ne sais pas comment partir pour connaitre le nouveau pH ...Est ce que quelqu'un pourrait me donner une piste???

Merci d'avnace pour votre aide...
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[jeanne08]

La solution tampon contient NH3 et NH4Cl et NH4Cl est dissocié totalement en NH4+ et Cl- . L'ion Cl- est un ion spectateur donc on ne va pas s'en occuper . Donc on peut dire que la solution de départ contient NH4+ et NH3 .

Par ailleurs dans toute solution avec acide et base faible la constante d'acidité Ka = (NH3)*(H+)/(NH4+) est verifiée et lorsqu'on passe aux log on a la relation pH = pKa + log ( (NH3)/(NH4+) ) et le pKa doit t'etre donné.

Puisque tu connais le pH dedépart et que tu as 0.1mol/L de tampon ( je suppose que c'est la somme (NH3)+(NH4+) ... à vérifier...) tu peux calculer les concentrations de départ de NH3 et de NH4+ dans les 100 mL de tampon.
Si on ajoute de la soude il se produit la réaction bilan ( quasi totale) NH4+ + OH- -> NH3 on va donc faire disparaitre un peu de NH4+ et faire alors apparaitre autant de NH3 , et ceci en quantité calculable : si tu mets x mol de soude tu fais disparaitre x mol de NH4+ et apparaitre x mol de NH3 . Tu vas donc pouvoir calculer le nouveau pH de la solution.

[invite1a9e3b56]

bonjour Jeanne08 et merci pour ton aide...

J'ai encore qques questions...
Pour simplifier prennons juste la premiere solution:
NH3 + NH4Cl --->NH4+ + NH3 + Cl-

Tu me dis que seul NH4Cl est dissocier entierement donc NH3 dans cette solution ne reagit pas ? C'est bien ca????

Puis cette solution est faite d'une melange equimolaire des 2 reactifs (conditions pour avoir 1 sol tampon avec une base et son conjugué)
Donc Na= Nb et comme Ca=Cb (O,1 mol.L donnees dans l'exo ) alors Va= Vb= 50 ml (c'est bien ca ??? )

Par consequent dans la solution tampon: Ca= Ca Va / Vtot = 0,05 mol.L-1(idem pour la base) on est tjs d'accord???

Ainsi,dans la nouvelle solution (tampon + soude) on a alors:
on negligera les variation de concentrations de Ca et Cb compte tenu de la faible qte de soude introduite (0,2 ml)

Dans ta reponse, tu me dis que NH4 reagit totalement avec NaOH (comment le sait on? car naOH est une base forte???)
J'en deduit alors que NH3 ne reagit avec rien et que la concentration finale de NH3 est la concentration de NH4 transformé + la concentration de NH3 de depart (vraiment pas sur de moi??? c'st bien ca??

Donc:

NH4 + NH3 + NaOH ---> Na ...+ NH3 ..+ H2O

Ca ......Cb .....2......................Cb +2

Et la tout s'assombri...pour calculer le PH (pKa + log ([B]/[A]),je prend quelle concentration de Base (NH3 celle de depart, celle d'arrivée ou la somme des deux???)

Voila donc pourrais tu stp repondre a mes questions (mise en vert pour simplifier)et me dire si mon raisonnement est juste...je debute en equilibre acido|basique donc je ne suis pas tres sur de moi...

Mille mercid'avance ...

[jeanne08]

- Je ne sais pas comment on prépare la solution tampon. Ce qui est sur c'est qu'elle est formée d'un mélange équimolaire de NH3 et NH4+ ( on ne parle pas de Cl- qui est spectateur ).

- Partons des concentrations suivantes : (NH3) = (NH4+ ) = 0.05 mol/L . on prend 100 mL de cette solution et on ajoute 0.2 mL de soude à 2 mol/L. La réaction qui a lieu est celle de la base la plus forte mise ( OH- base forte , NH3 base faible ) sur l'acide le plus fort mis ( NH4+ ) : OH- + NH4+ -> NH3 . Cette réaction est quasi totale ( la constante est rès grande ) et on na e fait pas figurer les ions Na+ qui sont spectateurs

- on va alors faire un tableau d'avancement ... et un tableau d'avancement se fait avec des quantités de matière en mol
départ :n NH3 = n NH4+ = 0.1*0.05 = 0.005 mol et nOH- = 0.0002*2 =0.0004 mol
fin : nOH- ~0 nNH4+ = 0.005 - 0.0004 mol et n NH3 = 0.005 + 0.0004 mol et tout cela dans 0.1 L
- tu peux donc calculer le nouveau rapport (NH3)/(NH4+) et le nouveau pH

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1a9e3b56]

wahoo..merci j'ai tout compris...
Ton explications sur le fait que dans une solution la reaction dominante est tjs l'acide (ou la base ) la + fort(e) sur la base (ou l'acide) le plus fort(e) m'a bien eclairci les choses...
Au final, je trouve un ph de 9,31 (normal vu que c'est une solution tampon, le ph a varié tres peu!)

J'ai encore trois petites questions...
1) Notre prof fait parfois un tableau d'avancement avec les concentrations directement c'est genant ou pas vu que tu me dis qu'un tel tableau se fait tjs avec n
2) pour ma culture perso, que deviennent les atomes de O dans NaOH....Na+ est spectateur, H+ va sur NH3 et O dans tout ca????
3) et enfin ,dans une solution, qui dit equimolaire dit il aussi de meme concentration?? ( je pense que oui vu que C = n/ V et n et V constants..., mais pas sur )

encore merci @+

[jeanne08]

- On peut faire un tableau d'avancement avec des concentrations si on raisonne sur 1L de solution ( c'est sous entendu ) ... par exemple quand le volume n'a pas d'importance on raisonne sur 1L et on confond mol et mol/L ( exemple calculer le pH d'une solution dans laquelle on met 0.1 mol/L de H+ et 0.05 mol/L de OH- ). Mais , à priori, un tableau d'avancement se fait avec des quantités de matière ... c'est la base de la chimie quantitative !
- Dans NaOH on a des ions Na+ et des ions OH- . Les ions Na+ sont spectateurs et les ions OH- sont basiques et ne se coupent pas en H et O . . donc si tun mets NH3 ( base faible) avec OH- ( base forte) il ne se passe rien
- équimolaire en A et B veut dire que les concentrations de A et B sont identiques .

[invite1a9e3b56]

ok, merci pour les infos et pour ta precieuse aide!
On peut clore la discussion et le sujet!

bonne fin de journée....
codialement