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Aide pour un exercice



  1. #1
    JDPDC

    Aide pour un exercice


    ------

    Bonsoir. Je crée cette nouvelle discussion, car tout à l'heure j'ai eu un DS, mais je ne suis pas du tout sûr de mes réponses, surtout que je n'ai pas tout fait, donc pouvez-vous me donner les réponses en m'expliquant un peu les étapes ? Voici l'énoncé, les questions et mes réponses pour le premier exercice :

    On prépare une solution en mettant une masse m=0.32g de chlorure d'ammonium dans un volume V=100 mL d'eau sans variation de volume. Le pH de la solution obtenue est pH=5.2.

    1) Donner l'équation de dissolution du chlorure d'ammonium.
    2) Donner l'équation de la réaction entre l'ion ammonium et l'eau.
    3) Définir puis calculer la constante d'équilibre associée à l'équation de cette réaction et calculer sa valeur.
    4) En déduire l'espère prédominante dans la solution (on ne tiendra pas compte des ions chlorures).

    1) NH4Cl -> NH4+ + Cl-
    2) NH4+ + H2O -> NH3 + H3O+
    3) K = [NH3] x [H3O+] / [NH4+]

    [NH3]f = [H3O+] = 10-pH = 10-5,2 = 6,31 x 10-6 mol.L-1

    Pour le reste j'ai été bloqué, car on ne connait pas la concentration initiale d'NH3

    -----
    Dernière modification par JDPDC ; 13/05/2014 à 21h33.

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  3. #2
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Bonsoir,
    Tu connais la concentration initiale en NH3, elle est nulle. Ce que tu cherches c'est la concentration finale. Mais cette valeur tu la connais aussi. As-tu essayé de faire un tableau d'avancement? (Apparemment tu connais le pH de la solution, donc tu as toutes les données suffisantes).

  4. #3
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    J'oubliais, comme données il y avait également :

    Pour le couple H2O / OH- : pKA1 = 14
    Pour le couple H3O+ / H2O : pKA2 = 0
    Pour le couple NH4+ / NH3 : pKA3 = 9,2

    Les ions chlorure et les ions sodium sont indifférents vis-à-vis de l'eau.

  5. #4
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Si tu as le pKa du couple NH4+/NH3, il n'y a aucun calcul à faire...

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Dans ce cas, on fait comment pour calculer la constante d'équilibre ? K = 10-pKA1 / 10-pKA3 ?

  8. #6
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Que vient faire le pKa1 ici? A quoi est égale Ka3 (son expression)?

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  10. #7
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    L'expression de KA est [A-]f x [H3O+]f / [AH]f
    Et ça ne serait pas pKA1, mais pKA2, non ?

  11. #8
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Pourquoi pKa2? Et la question n'était pas quelle est l'expression de Ka en générale, mais quelle est l'expression de Ka3?

  12. #9
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Car c'est le couple H3O+ / H2O qui entre en jeu
    KA3 = 10-pKA3, non ?

  13. #10
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Et le couple NH4+/NH3?
    Je te cite : "L'expression de KA est [A-]f x [H3O+]f / [AH]f", donc si tu remplaces A- et AH pour Ka3 tu obtiens quoi?

  14. #11
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Justement, c'est pour ça que dans un message précédent, j'ai marqué : "K = 10-pKA1 / 10-pKA3" et ensuite j'ai corrigé en écrivant que ce n'était pas 10-pKA1, mais 10-pKA2, car les couples qui entrent en jeu sont : H3O+ / H2O et NH4+ / NH3.
    Concernant l'autre question...

  15. #12
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Tu as le couple NH4+/NH3 donc "A-" = NH3 et "AH" = NH4+...

    Si tu fais 10-pKa2/10-pKa3 tu trouves K = 1/10-9.2 = 109.2 ce qui signifie que la réaction est totale. Mais NH4+ est un acide faible (on te donne la valeur de pKa) donc la réaction avec l'eau ne peut pas être totale...
    Dernière modification par Kemiste ; 13/05/2014 à 22h41.

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  17. #13
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    D'accord, donc c'est bien ce que j'ai marqué dans mon premier message.

    Donc si ce que j'ai écrit est faux, car la réaction ne peut pas être totale, quelle est la bonne équation ?

  18. #14
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Citation Envoyé par JDPDC Voir le message
    Donc si ce que j'ai écrit est faux, car la réaction ne peut pas être totale, quelle est la bonne équation ?
    Je t'ai quasiment donné la réponse... Lis bien... Prends l'expression que tu donnes dans le message #7, remplace A- et AH par ce que j'ai dis dans le message #12 et compare avec l'expression de K que tu donnes dans le message #1.

  19. #15
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Si je suis ce que tu écris, l'expression est la même, autrement dit : K = [A-]f x [H3O+] / [AH]f = [NH3] x [H3O+] / [NH4+]

  20. #16
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Voilà, tout simplement. K = Ka3. (Par définition, Ka est la constante associée à la réaction entre un acide et l'eau).

  21. #17
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Donc c'est grâce à cette définition qu'on ne s'occupe pas de KA2 ? En tout cas j'étais loin de penser ça.

  22. #18
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Si tu vois que l'expression de Ka3 correspond à l'expression du K que tu cherches, il ne faut pas chercher plus loin. Mais si tu n'es pas à l'aise avec ça, écris bien les réactions associées aux pKa que l'on te donne (et donc l'expression des Ka). Tu pourras faire plus facilement le rapprochement avec la constante que tu cherches.
    Dernière modification par Kemiste ; 13/05/2014 à 23h42.

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  24. #19
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    D'accord, donc K = KA3 = 10-pKA3 = 10-9,2 = 6,31 x 10-10 ?

    En tout cas merci d'avoir pris le temps afin de m'expliquer toutes les étapes
    Dernière modification par JDPDC ; 14/05/2014 à 00h39.

  25. #20
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Et pour répondre à la 4ème et dernière question, l'espèce prédominante est NH4+, non ?

  26. #21
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Pourquoi penses-tu cela? Vu la valeur de la constante, que peux-tu dire sur k'avancée de la réaction?

  27. #22
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Car le pH de la solution est inférieur au pKA3, non ?
    On peut dire qu'elle n'est pas totale, non ?

  28. #23
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    On te demande de calculer la constante de réaction, donc il faut se baser sur la valeur de cette constante pour déterminer l'avancement de la réaction.

  29. #24
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    D'accord, donc on fait -log (6,31 x 10-10) = 9,20 = pKa, de ce fait, 5,2 < 9,20, donc l'espèce prédominante est NH3, non ?
    Dernière modification par JDPDC ; 15/05/2014 à 18h50.

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  31. #25
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Non, ta première réponse était la bonne, NH4+ est prédominant mais la justification n'était pas la bonne. Ce n'est pas une question de pH.

    Tu as l'équation NH4+ + H2O -> NH3 + H3O+
    Tu as la constante de réaction qui vaut 10-9.2
    La valeur de cette constante indique que la réaction est loin d'être totale (K<<1)
    Donc il y a très peu de produit formé (NH3 et H3O+), donc NH4+ n'a quasiment pas réagit, il est donc prédominant.

  32. #26
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Ah d'accord. J'ai pensé à cette déduction, mais je pensais que j'avais tort, car pour moi, en chimie (tout comme en physique), s'il n'y a pas de calculs à faire à chaque question, c'est que la réponse est fausse.
    En tout cas, merci d'avoir pris le temps afin de m'expliquer toutes les étapes Par contre, dans le DS il y avait trois exercices, d'ailleurs, je n'ai pas réussi à les terminer, donc je vais créer un nouveau sujet pour le 2ème exercice...

  33. #27
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    De rien! Et non (heureusement) en chimie il n'y a pas de calculs à faire pour chaque question. Pour certaines questions, comme celle-ci, c'est juste de la déduction.

  34. #28
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    C'est bien qu'il n'y ait pas de calculs à chaque question, mais personnellement, ça me bloque, en plus de ça je n'ai aucune logique... donc j'ai du mal lors des évaluations. Sinon, tu es étudiant en licence, master, voire même doctorant ou tu es prof ? Car j'ai vu dans d'autres sujets que tu savais répondre aux questions des exercices d'un niveau beaucoup plus élevé que celui de la terminale S.

  35. #29
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Aide pour un exercice

    Je suis docteur mais pas prof!

  36. #30
    JDPDC

    Re : Aide pour un exercice

    Ah oui quand même

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