acide/base et pH

[Minialoe67]

Bonjour

En vue d'un prochain DS, je refais des exos vu en cours mais il y en a 2 que je ne comprend pas trop.

ex 1) On doit calculer le pH d'une solution aqueuse (c=0,1 mol/L) de HCOONH4 (il se dissocie entièrement dans l'eau) avec pKa NH4+/NH3=9,2 et pKa HCOOH/HCOO- =3,7 en utilisant les réactions prépondérantes.

Pour moi les 2 réactions prépondérantes possibles sont:
1) OH- + NH4+ => H20 +NH3 => K1=Ka1/Ke=6,3.10⁴ (c'est juste?)
2) HCOO- + H3O+ => HCOOH +H2O => K2=Ke/Ka2=5.10^-11 (c'est juste?)
Comme K1>K2, la réaction 1 est la première à se passer, puis ensuite la 2.
Et après je bloque...

D'après le corrigé qu'on a fait en cours,
on ne s'occupe que de la réaction HCOO- + NH4+ <=> HCOOH + NH3 dont la constante K=Ka1/Ka2 = 3,16.10^-6 !! (pourquoi?? car si on trace l'échelle des pKa, HCOO- ne peut pas réagir avec NH4+, non? pourquoi utilise-t-on cette réaction?)
On fait un tableau, on estime que la concentration restante de HCOO- et NH4+ équivaut à c (car dans le tableau psi(=l'avancement) est négligeable devant c). Pourquoi??
D'où on a K=(psi)²/c²
Et ensuite on utilise K2 (dans mon corrigé, on ne trouve pas ma valeur de K2...) dans laquelle on isole [H3O+] et a l'aide de K, on calcule le pH=6,45. Pourquoi K2 et pas K1?

ex 2) a quoi correspond exactement la 1/2 équivalence? les réactifs sont-ils entièrement consommés à la 1/2 équivalence? Y a-t-il des propriétés particulières?

Merci de m'aider
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[invitea871f637]

Bonsoir, si ça peut t'aider, il me semble que ton cas y est donné comme exemple pour "pH d'une solution d'un sel d'acide et de base faible", en tout cas on y explique pourquoi cette réaction est prépondérante .

http://marsal.univ-tln.fr/pHdos/pHdo...iblebasefaible

[invitea871f637]

Par contre, je me trompe peut-être mais.. je ne comprends pas pourquoi dans tes réaction prépondérantes, tu ne fais pas tout simplement réagir avec l'eau..

NH4+ + H2O ---> NH3 + H3O+

Toi tu fais réagir avec les ions..ce n'est même pas possible sur ton échelle des pKa, avec la règle du Gamma.

Azaël

[jeanne08]

- La réaction prépondérante se détermine à partir de ce que l'on met dans l'eau au départ : c'est la réaction de l'acide le plus fort mis sur la base la plus forte mise . Ici on met deux acides : NH4+ et H2O et NH4+ est un acide plus fort que l'eau et deux bases : HCOO- et l'eau et HCOO- est la base la plus forte
La réaction prépondérante est donc la réaction NH4+ + HCOO- = NH3 + HCOOH
- cette réaction marche mal ( comme tu l'as dit) , sa constante K est petite et calculable. Lorsque l'on fait le tableau d'avancement on tient compte du fait qu'elle marche très mal donc l'avancement psi est très petit devant c donc (c-psi) ~c . On peut calculer psi à partir de K
- les constantes Ka sont toujours vérifiées, lorsqu'on connait psi on peut remplacer dans un des Ka donnés et on trouve (H3O+) donc le pH

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited3a04b0b]

Bonjour, la demi-équivalence correspond à la situation où la moitié du volume équivalent à été versé. A la demi-équivalence pH = pKa pour le couple considéré

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Avec l'axe de pKa, il est possible de déterminer la (les) réaction(s) prépondérante(s).
Tu manques peut-être de méthode au début ce qui semble un peu de te coincer.

Sur un axe de pKa orienté vers le bas, tu places l'ensemble des couples susceptibles d'intervenir et tu souligne dans chacun d'eux l'espèce présente en solution
ici, nous avons les couples (en descendant) :
H₃O⁺ / H₂O (pKa=0)
HCOOH / HCOO^- (pKa=3,7)
NH₄⁺ / NH₃ (pKa=9,2)
H₂O / HO^- (pKa=14)

Avec la "règle du gamma", tu constates qu'il n'y en a aucun dans le sens direct donc aucune réaction quantitative.
Il te faut donc chercher celle dont le "gamma à l'envers" est le plus petit (en écart).
Cela correspond bien à celle entre HCOO^- et NH₄⁺ dont la constante vaut 10^-(9,2-3,7) = 10^-5,5...

Les autres écarts étant trop importants, ils n'interviendront pas.

Duke.

[Minialoe67]

Merci à vous tous! Vos explications ont été bénéfiques.
Cependant j'ai une question: à quoi correspond le gamma a l'envers exactement? (à la réaction dans l'autre sens?)