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équilibre acido basique en solution aqueuse



  1. #1
    Bastien

    J'ai une question concernant le cas des polyacides et des polybase parce qu'en fait ma prof de solution aqueuse n'a pas été capable de me donner une réponse satisfaisante...

    J'aimerais déterminer le pH d'une solution de H2C2O4 à 0,1 mol.L-1 connaissant le pKa1(H2C2O4/HC2OH-)=1,2
    et connaissant le pKa2 (HC2O4-/C2O4 2-)=4,3

    Bon je passe sur le fait de faire un joli diagramme de distribution etc...
    Dans notre solution l'acide le plus fort est le H2C2O4- et la bas la plus forte c'est l'eau... On peut donc écrire la réaction prépondérante du milieu:

    H2C2O4- + H2O = HC2O4- + H3O+ K(RP) = Ka1 = 10^ -1,2

    Mais maintenant ce qui nous intéresse c'est de connaitre les réactions secondaire qui se passent dans la solution. La prof nous marque directement les RS suivantes :

    RS1 : HC2O4- + H2O = C2O4 2- + H3O+ K1=Ka2=10^ -4,3

    RS2 : 2H2O = H3O+ + HO- K2=Ke=10^ -14

    Mais personnellement moi je ne suis pas très d'accord... En effet, après la RP, on est sensé regardé les espèces qui seraient susceptibles de réagir, c'est à dire le HC2O4-. On remarque que sur le diagramme de pH, ce dernier possère un caractère amphotère (ce qui est logique puisque nous sommes dans le cas d'un triacide). Ainsi pour moi il n'y aurait pas uniquement 2 RS mais 4... cad

    RPS1 : HC2O4- + HC2O4- = C2O42- + H2C2O4 K1=1

    RPS2 : HC2O4- + H2O = C2O4 2- + H3O+ K2=Ka2=10^ -4,3

    RPS3 : HC2O4- + H20 = HO- + H2C2O4 K3=Ke/Ka1= 10^ -12,8

    RPS4 : 2H2O = H3O+ + HO- K2=Ke=10^ -14

    Qu'en pensez vous personnellement?
    bon alors j'ai poursuivi mon raisonnement jusqu'au bout...
    J'ai fait une première approximation de négliger toutes les RS

    en faisant un bilan matière sur la RP, on trouve si on note h la concentration en [H3O+] et c la concentration de départ

    [H2C2O4]= c - h
    [HC2O4-]=[H3O+]= h

    en utilisant l'écriture du Ka1 de la réaction prépondérante, il nous reste donc à résoudre l'équation du second degré à coefficient réels :

    h² + 10^ -1,2 h - 10^ -2,2 = 0
    on trouve h et on en déduit ainsi pH=-log h = 1,3 si mes calculs sont corrects

    Mais maintenant il nous faut vérifier ces approximation, et c'est là que je coince quelque peu. Bon, si on part avec les RS que la prof nous a donné, je vois tout à fait dans quelle direction allé, cad démontrer
    [C2O4 2-] très négligeable devant [HC2O4-]
    Effectivement il n'y a même pas à faire de calculs, (bon c'est faisable aussi, mais ça prend un peu plus de tps), il nous faut juste faire un diagramme de prédominance, et on remarque facilement qu'à pH=1,3 on est dans la prédominence de HC204- et qu'au pH voulu, on n'a pas de C2O4 2-.

    Mais comme dis, si on se base sur mes RS, comment dois je donc partir?
    Dire que la RS1 est totale, donc négligeable et baser comme précédemment mes calculs sur la RPS2?

    Merci bcp de votre réponse

    -----

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  3. #2
    Bastien

    ahah
    je crois bien que je vous ai collé là...
    mais j'ai toujours pas la solution

  4. A voir en vidéo sur Futura
  5. #3
    Bastien

    vous pourriez faire un effort, j'ai mon partiel demain !!!!!!!!!!

  6. #4
    acrobate40

    Re : équilibre acido basique en solution aqueuse

    j'ai le meme exercice a faire..
    et je bloque... sauf que notre prof nous a donné la solution.. pH= 2,05 mais je n'arrive pas a ce resultat..j'aimerais comprendre

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    jeanne08

    Re : équilibre acido basique en solution aqueuse

    Je pense que tu as raison d'envisager toutes les réactions secondaires possibles... Le problème posé à une solution unique et il y a deux moyens de s'en approcher :
    - on reduit le problème à une seule réaction la RP( par un raisonnement de chimiste ) donc toutes les nouvelles espèces engendrées par les RS sont négligeables et alors on a fini . Si ce n'est pas le cas on peut , peut être, considerer que le problème se réduit à deux réactions ? , pas trop facile de répondre avec des si , c'est au cas par cas
    - on écrit toutes les équations de la solution ( K, consevation, neutralité .... ) et on resout

    Ici , si tu ne trompes pas dans ton calcul ( je n'ai pas de calculette sous la main ) ton résultat est bon !

  9. #6
    dggchim

    Re : équilibre acido basique en solution aqueuse

    Bonsoir acrobate 40,

    Code HTML:
    J'aimerais déterminer le pH d'une solution de H2C2O4 à 0,1 mol.L-1 connaissant le pKa1(H2C2O4/HC2OH-)=1,2
    et connaissant le pKa2 (HC2O4-/C2O4 2-)=4,3
    
    On peut donc écrire la réaction prépondérante du milieu:
    
    H2C2O4- + H2O = HC2O4- + H3O+ K(RP) = Ka1 = 10^ -1,2
    Pour résoudre facilement ceci on travaille au plus SIMPLE puis on vérifie les simplifications:
    Calcul
    on utilise la formule des acides faibles (HA) : H+=(Ka1 x CHA)^1/2 . CHA=concentration en HA au départ
    H+=(0,063x 0,1])^1/2=0,079--> pH=1,1
    avec les simplifications : (1)H+=A- et (2)HA=CHA
    Or , ici,cette dernière supposition(2) est fausse HA n'est plus égale à 0,1 puisque on a A-=0,079 qui provient de la dissociation de HA

    On passe a une formule moins simple :

    NouveauCalcul
    on utilise la formule des acides faibles (HA) avec la concentration en HA = CHA- A-
    C'est égale à HA = CHA - H+ car H+=A-(simplification (1))


    Tu obtiens une équation du second degré:
    H+^2+H+xKa1 -CHAxKa1=0
    J'obtiens un pH de 1,268 proche de la réponse de Bastien
    La réaction de Ka2 est négligeable. L'hydrolyse de l'eau est aussi négligeable. La simplification H+=A-(1) est proche de la réalité .Cette réponse est donc acceptable.

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