pH d'un Mélange

[soso1022]

Bonjour, c'est encore moi avec mes calculs de pH!!!

Alors voilà, on a dans un 1L d'eau pure :
0.1 mole de NaBO₂ (pKa=9.15) + 0.2 mole de NH3 (pKa=9.25) + 0.1 mole de NaOH + 0.1 mole de H2SO4 (pKa=2)

J'ai commencé par faire réagir la base la plus forte NaOH et l'acide le plus fort H2SO4, il se forme 0.1 mole de HSO4^- !

On se retrouve avec un mélange de 0.2 mole de NH3, 0.1 mole de NaBO₂ et 0.1 mole de HSO4^-

Et là je coince...pour l'instant est-ce correct? si oui,que faire à partir de là?


Merci de votre aide!
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[moco]

Ton mélange contient peu d'acide et beaucoup de base. Le mélange final sera basique.
Et comme le mélange sera basique, les 0.1 mole de H2SO4 donneront 0.2 mole de H+ (ou de H3O+).
Les 0.2 mole de H3O+ commencent par neutraliser la base la plus forte, NaOH, dont il n'existe que 0.1 mole. Donc il restera ensuite 0.2 - 0.1 = 0.1 mole de H3O+ qui neutralisera 0.1 des 0.2 mole de NH3. Le système final contient 0.1 mole de NH3 et 0.1 mole de NH4+. Son pH sera de 9.25.

[Sephiroth300]

Ton mélange contient peu d'acide et beaucoup de base. Le mélange final sera basique.
Et comme le mélange sera basique, les 0.1 mole de H2SO4 donneront 0.2 mole de H+ (ou de H3O+).
Les 0.2 mole de H3O+ commencent par neutraliser la base la plus forte, NaOH, dont il n'existe que 0.1 mole. Donc il restera ensuite 0.2 - 0.1 = 0.1 mole de H3O+ qui neutralisera 0.1 des 0.2 mole de NH3. Le système final contient 0.1 mole de NH3 et 0.1 mole de NH4+. Son pH sera de 9.25.

Pas sûr. Ici apparemment il faut considérer la deuxième acidité de l'acide sulfurique comme faible (pKa = 2). De plus, on a la présence de NaBO2

[jeanne08]

Il y a un excès de base par rapport aux acides mis donc le pH sera basique. Il est vrai que la deuxième acidité de H2SO4 est faible( pK = 2 ) mais dès que pH est supérieur à 3 on peut considerer que seul SO4 2- est present donc que H2SO4 est un diacide fort. C'est le cas ici. Bref , dans la plupart des cas, H2SO4 peut etre considéré comme un diacide fort.
On a donc 0,1 mol de H+ qui va réagir quasi totalement avec BO2- et NH3 et comme les pKa sont proches il y a réaction avec les deux bases
Si on a x mol de HBO2 , il reste (0,1-x) mol de BO2- , on a formé 0,1-x mol de NH4+ et il reste 0,1+x mol de NH3. En remettant cela dans Kade HBO2 et Ka de NH3 , avec comme inconnues x et (H+) on doit trouver le pH ... ( aux alentours de 9,2 ! )

[A voir en vidéo sur Futura]

[soso1022]

Bonjour,
Ah je vois...on est milieu basique suite à l'excès de base, on admet donc que le ph est assez élevé pour que le diacide soit consommé!
et hop tout roule!
Mais j'ai une autre question,ici vous admettez que le pH est basique, mais admettons que la soude ne soit plus là, on ne peut plus émettre l'hypothèse que le mélange sera basique non? dans ce cas comment faire?

[moco]

Si NaOH est absent, on aura tout de même un milieu basique à la fin. Mais c'est un autre problème.

[soso1022]

0.1 mole de diacide fort + 0.3 mole de base faible donne un milieu basique?
Comment peut-on voir ça? c'est un diacide fort quand même....ce n'est pas rien!
Certes je sais que c'est correct mais veuillez m'éclairer, ce n'est pas grâce aux calculs mais grâce à des petites explications comme ça que j'arriverai à résoudre d'autre problème de ce genre!

[moco]

0.1 mole de de diacide fort donne 0.2 mole d'ions H3O+ dans l'eau. Pour détruire ces 0.2 mole d'ions H3O+ il faut le même nombre de mole de base, faible ou forte. Quand ceci sera fait, il restera en solution 0.3 - 0.2 = 0.1 mole de base faible ou forte. Le milieu sera donc basique.

[soso1022]

Oui mais justement pourquoi?
Pour neutraliser H3O+,il faut le même nombre d'ions OH-,mais dans les cours on dit qu'une base faible apporte peu d'ions OH- donc comment 0.1 mole de NH3 peut neutraliser 0.1 mole d'ions H3O+?

[jeanne08]

Une base faible comme NH3 apporte peu de OH- quand on la met dans l'eau qui est un acide très très faible : NH3 + H2O = OH- + NH4+ . Le milieu est basique. Mais lorsqu'on met cette base en présence d'un acide fort, donc en présence de H3O+, on fait la réaction quasi totale NH3 + H3O+ -> H2O + NH4+
Donc si on met 0,2 mol de NH3 en presence de 0,1 mol de H3O+ on obtient 0,1 mol de NH4+ et il reste 0,1 mol de NH3.Dans ce cas on a pH = pKa =9,25

[soso1022]

Ah oui...je comprends mieux!

Merci à vous!