Préparation de solutions/concentrations/pH/pKa... j'ai du mal à comprendre

[AurelienSTE]

Bonsoir à tous,

Je me permets un petit post car j'ai vraiment beaucoup de mal en chimie, et je vous demande un petit coup de pouce pour au moins commencer mes exercices sans patauger comme je le fais....

-Comment préparer une solution de n litres de HCl à une certaine concentration molaire à partir d'une concentrée à x% ?
Pareillement pour une mélange de deux molécules acide faible/base forte...?
(le mélange de tous ces paramètres physiques m'embrouillle).

-Pour avoir une solution d'un pH donné, comment savoir quelle quantité d'HCl utiliser ?


Ca va peut-être vous paraitre simple, mais à mon niveau je trouve ça difficile et sujet à embrouille pour l'instant.

Merci par avance pour qques explications illustrées (éventuellement) !
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[HarleyApril]

Bonsoir

Pour la première question, jette un oeil sur les questions récurrentes, tu y trouveras la réponse

pour avoir un pH donné avec HCl, il te suffit d'appliquer la définition du pH : pH = -log[H+] d'où [H+] = 10^-pH
l'acide chlorhydrique étant totalement dissocié, [H+] provient intégralement de ce que tu as introduit

cordialement

[AurelienSTE]

Bonjour!

Je te remercie HarleyApril. Pour mon problème, avec HCl, j'ai trouvé une concentration de 0.004 mol/l en appliquant [HCl]=10^-pH, et donc 0.008 mol/l avec H2SO4. Ca me semble trèèès faiblement concentré ça non ?

Sinon comment calculer le pH d'un mélange d'acides dont on connait le pKa ?

Que signifie "un acide faible HA de concentration 0.15M est ionisé à 1%"

Merci encore, que je puisse avancer tout en comprenant.

[invite1ceebd48]

HCl est un acide fort pour connaitre son pH en solution dans l'eau la formule est la suivante

pH = - log [HCl]

donc d'après ton calcule tu as pH = - log 0.004

Tu as un mélange de HCl et de H2SO4 ?

un acide faible HA + H2O = A- + H3O+

son Ka = [H30+] * [A-] / [HA]

ionisé veux dire sous forme d'ion A- et d'ion H3O+ je suppose

[A voir en vidéo sur Futura]

[AurelienSTE]

Alors non, j'ai plutôt:
" Avec H2SO4 la concentration aurait été différente car cette molécule contient deux ions H+, tel que:

[H2SO4] = (10^-pH) x 2
[H2SO4] = (10^-2,4) x 2
[H2SO4] = 0,008 mol/l

(je veux juste expliquer qu' avec H2SO4 il faut une concentration molaire de 0.008mol/l alors que HCl bnécessite 0.004 mol/l. Mais est ce correcte ?)

[invite1ceebd48]

la premier acidité de H2SO4 est un acide fort

H2SO4 + H2O -> H3O+ + HSO4-

la deuxiéme acidité est acide faible on pourrait donc la négligé par rapport a un acide fort

tu as donc pH = - log [H2SO4]
attention si le pH > 6.5 cette formule ne marche plus car on ne peut plus négligé l'autoprotolyse de l'eau
et la deuxiéme acidité

si c'est pas précisé tenir compte de deux acidité tu peut faire comme je tais dit sinon.
cette formule [H2SO4] = (10^-pH) x 2 est fause tu ne tiens pas compte du Pka deux la deuxiéme acidité !!!

[AurelienSTE]

J'ai bien noté et c que tu m'as dit et je reprends un exercice précédent du cou où il est écrit (dis moi ce que tu en penses):

"Calculer le pH de la solution de H2SO4 à 0,5.10^-2 mol/l.

[H+]= 2 x 0,5.10^-2 mol/l
[H+] = 0.01
Donc pH = -log 0.01
pH=2 "

[invite1ceebd48]

Calculer le pH de la solution de H2SO4 à 0,5.10^-2 mol/l.

pH = -log [H2SO4]
pH = - log 0.5*10^-2
pH = 1.3

pH < 6.5 on peut donc négligé l'autoprotolyse de l'eau

la deuxiéme acidité de H2SO4 est négligeable devant la premier

voila en gros ce que tu écrit

[AurelienSTE]

Merci, voilà que j'avance! Sinon, comment fais tu pour calculer le pH de solutions quand tu connais pKa et concentration?
Ou encore en mélange de deux acides Même avec le cour je ne vois pas comment,c'est trop général ce qui y est expliqué.

[invite1ceebd48]

pour un acide faible
pH = 1/2 Pka - 1/2 log C

pour base faible
pH = 7 + 1/2 Pka +1/2 log C

attention au domaine de validité de ces formules elle dépend de C donc si tu trouve pour un acide faible un pH de 8 la formule n'est pas applicable.
Un mélange de deux acide cela dépend si c'est 2 acide faible ou un acide fort un acide faible il y a bcp de possibilité ...

[AurelienSTE]

Bien mais quelles formules appliques-tu dans le cas d'acides et bases fortes alors ?

Sinon dans l'exemple qui m'intéresse si je reprends ton explication, concrètement j'ai:

-Acide propanoïque (pKa 4.87, 0.65 M) pH= 1/2 (4.87) - 1/2 log (0.65) = 2.528

-Mélange de deux acides : benzoïque (0.45 M) et benzoate de sodium (0.30 M; pKa 4.2). Je crois que c'est un couple acide-base ? Comment faire dans ce cas ?

[jeanne08]

A propos de H2SO4 : la première acidité est forte , la seconde est faible mais a un pKa de 2 ... donc très souvent on considère que H2SO4 est un diacide fort. ( donc H2SO4 + 2H2O -> 2H3O+ + SO4 2-) Le pH d'une solution à 0,5;10^-2 mol/L de H2SO4 est donc -log(10^-2) = 2. En toute rigueur il est à peine superieur à 2 .
Lorsqu'on melange de l'acide benzoique et du benzoate de sodium , on ne mémlange pas deux acides mais un acide et sa base conjuguée donc le ph est donné par la formule pH = pKa + log ((base)/(acide) )

[AurelienSTE]

Merci Jeanne. Il est écrit dans mon cour que c'est le fait que H2SO4 comporte 2 atomes de H qui fait que l'on doive multiplier par deux comme cela:
[H+]= 2 x 0,5.10^-2 mol/l
[H+] = 0.01
Donc pH = -log 0.01
pH=2 . . .. .. . ce qui a priori revient au même.

[invite1ceebd48]

jeanne08 cette formule est fause explication: C0 c'est la concentration en H2SO4
premier acidité est total donc [H2SO4]=[HSO4-]

Conservation de la matiére => C0=[HSO4-] + [SO4^2-]
Electroneutralité => [H+]=[HSO4-] + 2[SO4^2-] + ( [OH-] que l'on peu négilgé)

NE-CM => C0-[H+] = [SO4^2-]
CM => [HSO4-] = C0-[SO4^2-] = C0 - (C0-[H+]) = [H+]

Ka= [H+] * [SO4^2-] / [HSO4-]
Ka= [H+] * (C0-[H+]) / [H+]
Ka= C0-[H+]
pH = -log (Ka - C0)
avec Ka = 10^-2

[jeanne08]

Je suis d'accord que pour une solution 0,005 mol/L de H2SO4 le pH n'est pas exactement 2. Très souvent on fait l'approximation plus ou moins legitime de considerer H2SO4 comme un diacide fort .
Pour calculer le pH exact il faut revenir, comme tu le fais, aux équations de la solution ... mais tu fais une petite erreur de calcul ...
on trouve (SO4 2- ) = H+ - C0 et (HSO4 -) = 2C0 -H+ donc Ka = (H+) *(H+ - C0 )/(2C0 -H+) . on doit donc resoudre une équation du second degré pour trouver H+ ...

[invite1ceebd48]

je vois je me suis trompé dans mes calcule merci jeanne

[AurelienSTE]

Comment résolveriez-vous cela: j'ai trouvé presque jusqu'au bout, mais je crois faire fausse route à un moment donné:

"Préparer 5l de tampon acétate 0.3M, pH 4.47 à partir de
*CH3COOH à 2M et de
*NaOH à 2.5M
Donné: pKa CH3COOH: 4.77 "

J'en suis là: (si vous voyez une erreur ou pouvez m'aider à avancer, je vous en serais reconnaissant !)

pH = pKa + log ([A-] / [HA] ) d'où,
log ([A-] / [HA] ) = pH - pKa = 4,47 – 4,77 = - 0,3
([A-] / [HA] ) = 10^-0,3 = 0,501
[A-] / [HA] = 0,501 <==> [A-] = 0,501 x [HA]

Solution tampon*: [A-] + [HA] = 0,3 M
Donc*: [HA] + 0,501 [HA] = 0,3 <==>
1,501 [HA] = 0,3
[HA] = 0,3 / 1,501 = 0,2 M
[HA] = 0,2 M

Pour 5l de solution*: n (mol) = c (mol/l) x V(l)
n = 0,2 x 5
n= 1 mol

On prélève, à partir d'une solution d'acide acétique concentrée à 2 mol/l, 0,5l pour 1 mol .

Volume = 500 ml CH3COOH

NaOH est une base forte qui réagit totalement.
Donc*: n = c . V <==> …......... Là, je dois faire fausse route je pense, j'ai deux inconnues.

[AurelienSTE]

Bonjour !

Comment faites-vous pour savoir "à l'avance" si un acide ou une base est faible ou fort ?
Car ça change les formules qui sont à appliquer apparemment..

Sinon, savez pourquoi la pepsine doit avoir un pHi aussi bas ?

[ZuIIchI]

Quand un couple acide/base a un pKa de 2 ou moins voire négatif, il est considéré comme fort. Sinon il est faible.

L'acide sulfurique a un pKa de -10 et est donc très fort. A l'inverse, l'acide acétique avec 4,75 je crois est un acide faible.