Exercices sur les acides et bases et sur l'équilibre chimique

[invite1a844828]

Bonjour à tous,
j'ai qques exercices que je n'ai pas pu résoudre. Si vous pouvez m'aider ça serait vrmt gentil.<3
Bon, les voici:

1.On veut préparer 100,0ml d'une solution de pyridine (C₅H₅N) de pH=8,80 et Kb=1,8x10^-9, à partir d'une solution mère de concentration 0,100M. Calculer le volume de solution mère à prélever.

2.Le pH d'une solution résultant du mélange de 100,0mL d'une solution, HNO₃, dont le pH est de 2,50, et de 200,0mL d'une solution HCl, est de 1,75.Calculez le pH de la solution HCl.

3.À l'équilibre pour une certaine température, les pressions pour le système suivant sont P(NO₂)=0,86atm et P(n₂O₄)=0,12atm.
Voici la réaction à l'équilibre: N₂0₄ <---> 2No₂
Dans un autre système à la même température, on trouve P(NO₂)= 0,98atm. Calculez P(n₂O₄) dans ce dernier système.
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[nlbmoi]

Une rapide recherche sur le forum t'aurait donné des aides pour résoudre ce genre d'exercice !!

Quelques aides :
- à partir du pH, tu connais la concentration en OH- ; tu connais également la constante de réaction; à l'aide d'un tableau d'avancement tu vas pouvoir déterminer la concentration en pyridine et donc la dilution à faire par rapport à ta solution mère

- c'est un mélange d'acides forts : tu remontes aux concentrations de chaque solution.

- tu connais les conditions d'un équlibre donc tu peux calculer la constante de réaction : à la même température (donc même constante), tu as un autre équilibre donc tu remontes aux pressions.

[moco]

Dans le problème 3, tu poses que la constante K vaut P(NO₂)²/P(N₂O₄) = 0.86²/0.12. Calcule ! Tu dois trouver quelque chose comme K = 5, 6 ou 7 atm.
Tu poses ensuite que la pression à chercher est x. Et alors : K = 0.98²/x = le K de tout à l'heure.
Tu en tires x.

[invite1a844828]

Merci bcp de m'avoir donné les grandes lignes!
J'ai réussi à faire le troisième exercice.
Cependant, le deuxième exo me donne une réponse différente (d'un dixième) du manuel. Jai refait les calculs avec résultats arrondis et les résultats non arrondis, il y a tjrs un dixième de différence.
Est-ce moi qui est dans l'erreur?:s
Pouvez-vous donc me confirmer si ma démarche est bonne/mauvaise? Merci!
Donc pour l'exercice 2 j'ai fait ceci:
-(H⁺)_HNO3=10^-2,50=3,16x10^-3M
-et là jai divisé celà par le vol.tot de 0,3L, ce qui me donne 1,05x10^-2M
-(H⁺)_tot=10^-1,75= 1,78x10^-2M
-(H⁺)_HCl=((H⁺)_tot-(H⁺)_HNO3)/0,3L=...
-pH=-log(H⁺)_HCl=1,61

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1a844828]

Me revoilà pour l'exo 1. Jai le même problème, ma réponse n'est pas bonne. Elle est vrmt différente cette fois-ci.
Je suis sure que jai raté qqchose. Aidez-moi à le trouver!
Jai fait ceci:
jai trouvé la concentration en OH- avec le pH, et avec ce résultat jai pu isoler le concentration en pyridine à partir de l'équation de la constante :[pyridine]= ([ OH-)x[pyridine+H⁺])/Kb où [OH-]=[pyridine+H^+]. Et finalement, par CdVd=CcVc jai isolé Vc sachant que Cd est la [pyridine] calculée, Vd=0,1L et Cc =0,100M.
Merci à lavance.

[nlbmoi]

En règle général, il ne faut pas prendre les résultats intermédiaires pour faire les calculs mais prendre les résultats exacts car sinon l'erreur sur le résultat final peut être important ! Tu donnes la valeur de la concentration en H+ donnée par HNO3 (3.16x10^-3) alors que la vraie valeur est de 10^-2.5. Ainsi, tu dois écrire littéralement tes équations et faire une seule application numérique (ou à défaut, utiliser la valeur enregistrée dans ta calculatrice).
Avec l'exo 1, je trouve un pH de 1.60

[invite1a844828]

Vous voulez dire :"avec l'exo 2".
Lorsque jai posté :"me revoilà avec exo 1" je parlais d'un autre problème que jai aussi eu de la difficulté.
J'espère qu'on ne la pas sauté pcque jai pas été claire...

Merci de mavoir répondu, alors ma démarche elle est bonne? Il faut seulement que je prenne les résultats exacts, c bien cela?

[moco]

Tu as bien de la peine. C'est pourtant pas vraiment difficile. Je vais te mettre sur la voie.
1. 100 mL HNO₃.
HNO₃ est un acide fort. Donc une solution de HNO₃ de pH 2,50 a une concentration [H⁺] = 10^-2.5 = 3.162 10^-3 M.
100 mL contient n = cV = 3.162 10^-4 mole d'acide (et de ion H⁺)
2. 200 mL HCl.
HCl est aussi un acide fort. Donc une solution HCl de pH 1,75, a une concentration de [H+] = 10^-1.75 = 0.0177 M.
200 mL contient n = cV = 3.556 10^-3 mol d'acide et de H⁺
Quand tu mélanges ces deux solutions, il ne se passe rien chimiquement parlant. Les nombres de moles de ion H+ s'additionnent simplement. Tu auras donc (0.3162 + 3.556) 10^-3 = 3.872 10^-3 mole d'acide en solution.
Et le volume total sera 300 mL = 0.3 L.
La concentration finale sera : 3.872 10^-3 mole / 0.3 L = 0.0129 ^-3 mol/L.
Le pH est le log de cette valeur, soit 1.89.
Vérifie mes calculs. Je ne suis pas à l'abri d'une erreur !

[ArtAttack]

Non moco tu as fait l'exo à l'envers.
On donne :
- pH (HNO3)
- V (HNO3)
- V(HCl)
- pH (final)

Il faut poser x = pH(HCl) et suivre le même raisonnement (ajout de 2 acides forts).

[invite1a844828]

Mtn, pour le premier problème, celui de qui demande à trouver le volume de la solution mère?
Jai le même problème, ma réponse n'est pas bonne. Elle est vrmt différente cette fois-ci.
Je suis sure que jai raté qqchose. Aidez-moi à le trouver!
Jai fait ceci:
jai trouvé la concentration en OH- avec le pH, et avec ce résultat jai pu isoler la concentration en pyridine à partir de l'équation de la constante :[pyridine]= ([ OH-)x[pyridine+H⁺])/Kb où [OH-]=[pyridine+H⁺]. Et finalement, par CdVd=CcVc jai isolé Vc sachant que Cd est la [pyridine] calculée, Vd=0,1L et Cc =0,100M.
Merci à lavance.

[nlbmoi]

As tu essayé de refaire tes calculs en prenant les valeurs exactes (et non approchées) ?
La logique est correcte.

[invite1a844828]

oui, eh bien jarrive tout le temps à pH=1,61, malheureusement =(. (Jai repris les chiffres sur la calculatrice avec la fonction ANS)

[invite1a844828]

jai fait (10^-1,75-(10^-2,50/0,3L))/0,3L=ANS et -logANS sur la calculatrice.

[moco]

Je persiste. Mon calcul est correct. Et je n'ai pas fait le calcul à l'envers, comme le dit Art Attack. J'ai suivi les données initiales de Anitaba.

[invite1a844828]

En fait, la première fois que jai fait ce problème jai fait la même démarche que Moco avec le même résultat. Cependant, quand j'ai relu la question comme il faut, je me suis rendue compte que le pH=1,75 était le pH total donné pour le mélange entre HCL et HNO3 et non le pH du HCl....et qu'on cherche ce dernier.

[ArtAttack]

Oui il faut faire le calcul à l'envers comme je le dis.
moco a mal lu l'énoncé.

[nlbmoi]

2.Le pH d'une solution résultant du mélange de 100,0mL d'une solution, HNO₃, dont le pH est de 2,50, et de 200,0mL d'une solution HCl, est de 1,75.Calculez le pH de la solution HCl.

La question est de calculer le pH de la solution de HCl donc on ne le connait pas !! En lisant bien la phrase, on comprend bien que le pH de 1.75 est celui du mélange des 2 solutions.
On a donc au départ une solution de HNO3 dont le pH est de 2.50 : on peut donc déterminer la concentration de cet acide.
On ajoute à 100 mL de la solution de HNO3, un volume de 200 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c : le pH de ce mélange est de 1,75. On peut donc remonter à la concentration en HCl puis calculer le pH d'une telle solution.