pH acide et base faible

[invitebbf716f2]

Quelle est la méthode a calculée le pH une base faible avec un acide faible ?

Solution de :
NH3 à 0.3mol/L + acide phosphorique à 0.1mol/L
On a pKa = 9.2 pour NH3 & 2.1 ou 7.2 ou 12.4 pour H3PO4

Merci d'avance,
Sébile
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[invite54bae266]

L'approximation utilisée est pH=(pK_{a acide}+pK_{a base})/2

[jeanne08]

C'est un peu plus compliqué que ce que dit le post précédent ...
On va d'abord se demander ce qui se passe quand on mélange la base NH3 avec l'acide phosphorique H3PO4
1) première réaction NH3 + H3PO4 -> NH4+ + H2PO4 - tu calcules la constante de cette réaction et tu trouves 10¨-2.1/10^-9.2 donc K très grande et réaction quasitotale
On a donc après cette réactin 0.2 mol/L de NH3 restant et 0.1 mol/L de NH4+ et de H2PO4-
2) deuxième réaction : la base NH3 réagit sur l'acide H2PO4 - : NH3 + H2PO4 - -> NH4+ + HPO4 2- . la constante de cette réaction est 10^-7.2/10^-9.2 donc K est grande ... considerons cette réaction comme totale
On a donc 0.1 mol/l de NH3 restant et 0.1 mol/l de HPO4 2- et 0.2 mol/L de NH4+
3) la réaction NH3 + HPO4 2- -> NH4+ + PO4 3- a une constante d'équilibre très petite ... donc n' a pas lieu

Finalement on a donc une solution avec 0.1 mol/L de NH3 +0.2mol/L de NH4+ + 0.1 mol/L de HPO4 2- . Le pH d'une telle solution verifie pH = 9.2 +log (NH3)/(NH4+) = 8.9

[Lycaon]

bonjour Jeanne,
si j'ai bien compris,le pH est imposé par le mélange NH3,NH4+ (K=1) car on néglige les réactions de HPO₄^2- avec NH3 (K=10^-3,2), la réaction de HPO₄^2-avec NH4+ (K=10^-2) et l'autoprotokyse de l'eau (K=10^-14)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite54bae266]

Je ne donnais la formule bien évidemment que pour un mélange af+bf.

H3PO4 est un acide fort et la méthode détaillée par Jeanne est celle qu'il faut suivre d'abord.

[jeanne08]

Pour Lycaon : oui on neglige bien, et je pense que l'on a raison, les réactions acide/base que tu indiques et on fai l'approximation supplementaire " limite" réaction NH3 + H2PO4 - -> HPO4 2- + NH4+ quasoitotale ... la constante est grande , certes, mais ne vaut que 100 ...
pour la vérification rapide : à un pH de l'ordre de 9 on a bien l'espèce HPO4 2- de l'acide phosphorique qui est prédominante
Pour ZuIIchI : le problème se complique ici car H3PO4 est un polyacide