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pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA



  1. #1
    impowersible

    pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA


    ------

    Bonjour,
    Je suis complètement perdue face à un exercice de chimie inorganique sur l'EDTA.

    On donne :
    L’EDTA est un polyacide dont les constantes d’acidité successives sont :
    pKa1 (H4Y/H3Y-) = 2,0 ;
    pKa2 (H3Y-/H2Y2-) = 2,7 ;
    pKa3 (H2Y2-/HY3-) = 6,2 ;
    pKa4 (HY3-/Y4-) = 10,3.

    1) Dans quel(s) couple(s) acide-base intervient la forme H2Y2- ? Dans H3Y-/H2Y2- et H2Y2-/HY3-
    2) Comment appelle-t-on une telle
    espèce ? une espèce ampholyte
    3) Déterminer le pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA (2Na+,H2Y2-) à la
    concentration 0,01 mol.L-1. A partir de là je sèche complètement... Je ne sais pas si le métal est l'H2Y2- ou le Na+ (donc qui est l'acide), ni quel pKa choisir pour utiliser: log [A-]/[AH]=pH - PKA, et quand bien même comment faudrait-il placer le 0,01 M ?
    4) Déterminer le pH d’une solution d’EDTA (4Na+,Y4-) à la concentration 0,01 mol.L-1. ???

    Je vous remercie d'avance

    -----

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  3. #2
    moco

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    Ce problème n'est pas très facile. Je vais essayer d'y aller pas à pas avec toi,
    Quand tu dissous Na2H2Y dans de l'eau, l'ion formé H2Y2- a deux possibilités. Il peut se transformer en H3Y- ou en HY3-. Il faut examiner les deux possibilités l'une après l'autre. Et juger, ensuite laquelle l'emporte sur l'autre, donc laquelle peut être négligée.
    Examinons la première, qui est la plus délicate des deux. En effet, les deux ions considérés (H2Y2- et H3Y-) font partie d'un équilibre qui n'est pas utilisable directement. Je le réécris ici :
    H3Y- --> H2Y2- + H+
    dont la constante Ka est donnée par son pKa = -2.7
    Cette équation n'est pas utilisable directement, car elle a trait à un ion H3Y- dont tu ne disposes pas ici. Toi tu fais plutôt la réaction inverse, celle qui part de H2Y2-, donc :
    H2Y2- + H+ --> H3Y-
    dont la constante est donnée par son pKa = +2.7.
    Mais là encore ce n'est pas exactement ce qui se passe dans ta solution. Tu y dissous bien H2Y2-, mais tu n'y rajoutes pas de ion H+. Il n'y a que de l'eau. la réaction qui se passe dans ta solution ressemble un peu à la précédente, suaf qu'il faut remplacer H+ par H2O. Cela donne :
    H2Y2- + H2O --> H3Y- + OH-
    L'ennui, c'est que la constante d'équilibre de cette équation n'est pas donnée. Je vais l'appeler Kb. Elle s'écrit :
    Kb = [H3Y-][OH-]/[(H2Y2-]
    Mais j'espère que tu vois sans problème que Ka et Kb sont reliés par l'équation : Ka Kb = 10-14. On en tire Kb = 10-11.3.
    On a enfin les valeurs numériques qui nous permettent d'attaquer le problème, à savoir la quantité de ion qui réagit ainsi avec l'eau.
    On pose que x mole de (H2Y2- se transforme en H3Y-. On pose ensuite la valeur de la constante d'équilibre :
    Kb = 10-11.3 = x2/(0.01 - x).
    Un petit peu d'algèbre, et on tire : x = 2 10-7
    Voilà pour la première possibilité de réaction en solution.

    Passons à la seconde possibilité, qui sera plus vite résolue. Il s'agit de l'équillibre :
    H2Y2- --> HY3- + H+
    dont le Ka vaut 10-6.2
    Si x mole de l'ion de gauche subit cette transformation, on peut directement poser :
    Ka = 10-6.2 = x2/(0.01 - x)
    Un peu d'algèbre, et on tire : x = 8 10-5

    Comparons les deux résultats. Sur les 0.01 mole de H2Y2-, il y en a 2 10-7 qui subissent la réaction formant des ions OH-, et 8 10-5 qui subissent la réaction formant des ions H+. La première réaction peut être négligée, car 2 10-7 est << 8 10-5. La solution devient un peu acide, et le pH vaut :
    pH = -log 8·10-5 = -4.1

  4. #3
    impowersible

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    Bonjour Moco,
    Milles remerciements, tu m'as énormément éclairée !

    Et donc pour la deuxième question, je dois faire : HY3- ---->Y4- + H+ ?
    Puis, pareil, Ka=10^10,3=x²/(0,01-x)

    Ce qui m'embête, car la solution est d’EDTA (4Na+,Y4-), donc on n'a pas d'HY3- initialement

    ( PS: Tu as fais une petite erreur d'inattention, un moins devant le pH final )

    Merci encore

  5. #4
    moco

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    Très bien. Tu as presque compris. mais n'oublie pas qu'il faut utiliser le dernier Ka, et qu'il faut d'abord le transformer en Kb, comme je l'ai fait dans mon message précédent.

  6. #5
    impowersible

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    Ah oui ? On ne peux pas directement utiliser Ka dans ce cas là, puisqu'il n'y a qu'une seule possibilité ?
    :/

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Maximini

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    Non. Les Ka se rapportent à une équation avec H+, alors que le Kb à une équation avec H2O.

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  10. #7
    impowersible

    Re : pH d’une solution du sel disodique de l’EDTA

    OK mais la réaction c'est pas HY3- ---->Y4- + H+ du coup ?

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