Determination du pH

[Shakyra]

Bonjour! J'ai du mal à comprendre un exercice, merci d'avance :

On ajoute 150 mL d'une solution 0,1 mol.L^-1 de NaOH à 100 mL d'une solution 0,1 mol.L^-1 d'un avide bifonctionnel de structure _H2X. Sachant que _H2X est un acide fort pour le premier transfert de proton à l'eau, que le pKa de _H2X est égal à 4,0 et correspond au couple HX-/HX2- , calculez la valeur du pH avant et aprés addition de la base.


Donc moi j'ai fait :

Avant addition de la base : Co (concentration initiale de H2X) = 0,1*0,1 = 0,02 mol pour 100 mL. pH est celui de l'acide fort donc pH = -logCo = -log(0,01) = 2

Or mon professeur trouve un pH = 1.

Aprés addition de la base : J'ai _H2X + NaOH ==> HX- + H20 ; j'ai ajouté 1,5 équivalent de NaOH donc le pH est celui du pKa du couple _H2X /HX- donc pKa = 0 car _H2Xest un acide fort.

Or, mon professeur trouve un pH de 4.

Pour finir, je ne comprends pas pourquoi on dit que le pKa de _H2X est de 4 et "correspond au couple HX-/HX2- " , qu'est-ce que cela veut dire? Logiquement je n'utilise pas le pKa de _H2X car celui-ci n'est pas dans le couple HX-/HX2- , donc je devrai utiliser le pKa de HX-.

Merci d'avance! Bonne journée
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[moco]

C'est difficile de faire plus d'erreurs que toi.
Tout d'abord, il faudrait savoir faire une multiplication. 0.1·0.1 ne fait pas 0.02, mais 0.01 !
Ensuite tu confonds concentration et nombre de moles.
La concentration initiale est une donnée, et c'est 0.1 mol L-1. Donc il est inutile de chercher à la calculer comme tu le fais, en multipliant la concentration par le volume. Si tu multiplies la concentration par le volume tu trouves le nombre de moles, et pas la concentration.
Donc, comme la concentration initiale en acide est de 0.1 M, le pH vaut -log0.1 = 1, comme le dit ton professeur.
Ceci dit, ton acide H₂X est l'acide sulfurique H₂SO₄.
Enfin, quand tu fais ton mélange, tu pars de 0.01 mole d'acide H₂X, et tu ajoutes 0.015 mole de NaOH. Sur ces 0.015 moles de NaOH, la première partie, donc 0.01 mole sert à neutraliser le 1er H de H₂X. Quand tu as fait cette adjonction de 0.01 mole de NaOH, la solution ne contient plus H₂X, mais Na⁺ et HX^-. Et dès ce moment, les NaOH supplémentaire rajoutés détruisent les ions HX^- et les transforment en X^2-, selon :
HX- + OH- --> X^2- + H₂O.
ou : HSO₄^- + OH^- --> SO₄^2- + H₂O
Dans cette 2ème partie de problème, tu disposes de 0.01 mole de ions HSO₄^- et tu ajoutes 0.005 mole de NaOH. Cela suffit exactement pour neutraliser la moitié des ions HSO4- et les transformer en ion SO₄^2-. Donc à la fin tu auras un mélange final contenant exactement autant de ions SO42- que de ions HSO4-.
Tu poses la constante d'ionisation pour ton ion HSO₄^-, et cela s'écrit :
K_a = 10^-4 = [H⁺][SO₄^2-]/[HSO₄^-].
Donc : [H⁺] = 10^-4, et pH = 4.

[Shakyra]

Merci beaucoup j'ai compris !

PS : Ne vous inquiétez pas je sais que 0,1*0,1 = 0,01, c'était dans la précipitation que j'ai mis 0,02

[HarleyApril]

moi, j'ai bien aimé ton "avide bifonctionnel"

[A voir en vidéo sur Futura]

[Shakyra]

moi, j'ai bien aimé ton "avide bifonctionnel"

Hihi