pKa

[Simcity]

Bonjour, alors voila j'ai un petit soucis.
On realise un titrage, l'espace titrante est la soude de concentration Cs=2,00.10^-2/L et l'espece titree est l'acide ethanoique de Ca=1,2.10^-2mol/L et de volume Va=20mL.
Information supplementaire, on connait le pKa(CH3COOH/CH3COO-)=4,8
On me demande de donner l'expression du pH en fonction du volume de soude versé avant equivalence.
Donc j'ai une question, si on determine les concentrations de CH3COOH et de sa base, est il possible de determiner le pH grace à la formule, pH=pKa+log{A-}/{AH}? Cela me parait bizarre puisqu'il y a d'autres especes en jeu... En regle generale quand pouvons nous utiliser cette formule?
Merci d'avance
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[Simcity]

Pour moi on ne peut utiliser cette formule ( pH=pKa+log {A-}/{AH} ) uniquement quand il y a une reaction entre l'eau et l'acide en question... Mais qu'en est il lorsqu'il y a plusieurs espece?

[jeanne08]

Ka est toujours vérifiée, à l'équilibre, quoi qu'on mette dans la solution. Le pH , lui, dépend de tout ce que l'on a mis dans la solution.
Ka = (H+)*(base)/(acide) donc logKa = log(H+) + log(base/acide) donc pH = pKa+log(base/acide) est toujours vérifiée.
pour revenir au problème posé : lorsqu'on mélange acide ethanoique et soude on fait la réaction quasi-totale : CH3COOH + OH- -> CH3COO- + H2O et avant l'équivalence on n'a pas mis assez de OH- pour faire disparaitre tout l'acide donc on a fait disparaitre la quasi totalité des OH- , on a formé des CH3COO- et il reste des CH3COOH . On fait un tableau d'avancement et on trouve les concentrations en C H3COOH restant et en CH3COO- formé ... puis on applique la formule !

[Simcity]

Merci de m'avoir repondu!
La constante Ka est toujours verifiee, mais pourquoi ne l'est elle pas uniquement lorsqu'on fait reagir l'acide avec de l'eau? C'est pourtant d'apres cette reaction qu'on la determine... Dans le cas present, la seule chose qui nous permet d'utiliser cette formule c'est le fait qu'on a bien notre acide et notre base qui "cohabitent" en solution,c'est ca? Et les molecules d'eau qui apparaissent, on ne les prend pas en compte?
Ca fait beaucoup de question je sais, je suis desole

En fait je ne comprends pas quand est ce que cette formule est applicable, ca serait trop facile de prendre les concentrations d'un acide et de sa base conjuguee, puis de determiner le pH alors qu'on a d'autres molecules en plus... Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

- la relation est toujours vérifiée, car on a toujours, dans une solution aqueuse d'acide faible ou de base faible ( avec d'autres espèces ), un équilibre acide + eau = base + H3O+ . Mais il n'est pas toujours facile de déterminer la concentration en acide ou en base conjuguée .
- Cette formule n'est pas directement utilisable si on met , par exemple, l'acide faible AH dans l'eau . La réaction prédominante est alors AH + H2O = A- + H3O+ , elle marche mal et on connait la concentration en AH ( c'est ce que l'on a mis au départ , qui est quasi intact) mais pas celle en A- ( qui d'ailleurs est égale à celle de H3O+ )
- dans l'exercice qui t'intéresse la réaction prépondérante est celle que je t'ai indiquée ... et il est facile de connaitre les concentrations en AH et A- d'où l'utilisation de la formule

- lorsqu'on melange des acides et bases dans l'eau ( acide et base très faibles), il y a plein de réactions acidobasiques et la réaction prépondérante est celle de l'acide le plus fort mis au départ sur la base la plus forte mise au départ ... et, en général, on ne tient compte que de celle là !

[Simcity]

Est ce la presence d'eau qui permet d'utiliser la formule ici? Je vous expose ma pensée: on a donc d'un coté la reaction principale que vous m'avez donné et d'un autre coté une reaction entre l'acide restant et l'eau... Ceci etant on peut appliquer la formule... Dites moi si je me trompe, j'essaye vraiment de comprendre
Merci encore pour vos reponses

[Simcity]

Ou alors, on est en presence d'une solution aqueuse de CH3COOH, ce qui veut dire que ce n'est pas l'eau issu de la reaction avec OH qui nous interesse mais celle deja presente avant... De plus on a sa base conjuguee, on a notre reaction "secondaire avec l'eau", la formule est donc applicable... C'est ca?

[jeanne08]

Les calculs de solutions aqueuses sont toujours compliqués. On a 2 façons :
- on ecrit toutes les équations de solution et on résout le système de n équations à n inconnues : des logiciels le font très bien !
- on raisonne en chimiste : parmi toutes les réactions acidobasiques possibles il y en a une qui marche mieux que les autres : c'est la réaction prépondérante et on ne tient compte que de celle là
-- cette réaction prépondérante peut très mal marcher ( petite constante ) donc, ce que l'on a mis reste quasi intact
-- cette réaction prépondérante est quasi totale et on en déduit ce qu'il y a dans la solution

On est dans ce dernier cas dans ton exo. la réaction CH3COOH + OH- -> CH3COO- est quasitotale ( très grande constante) et les espèces CH3COOH et CH3COO- restent quasi intactes car leur réactions sur l'eau restent très faibles.

[Simcity]

D'accord, merci beaucoup