Solutions tampons et propriétés colligatives

[invite85e711ae]

Hello !
J'ai bien cerné les calculs de PH, POH, Pka, Pkb etc.

Je sais :

PH = 1/2(pKa-log[c])
PH = -log[H+]
POH + PH = 14
pkB + pkA = 14

J'ai fait 12 premiers exercices justes dans le sujet mais voila qu'interviennent des notions de tampons et propriété colligatives...
Une solution tampon je sais juste que c'est une solution qui a tendance a conserver jalousement le même pH meme si on rajoute de l'acide ou des bases c'est ca ?
"propriété colligative" je n'ai aucune idée de ce que c'est...

Voila des exercices qui sont sensés normalement se résoudre très vite. Donc pour vous ca doit surement etre tres facile mais j'avoue ne pas avoir les clés.... si quelqu'un peut m'aider ?

0)
Quelle est la pression osmotique d’une solution de chlorure de magnésium 0,5 M ? (M veut dire concentration = mol/litre)
On donne R = 0,0821
Le résultat sera donné avec un chiffre significatif

LA Je crois avoir compris. C'est une bête formule :
Pression osmotique = RT x Mc = (0,0821 L · atm · K-1 · mol-1) x (298,15 K) x ( 3 x 0,5 mol · L-1) = 36,7 atm

Cependant je n'ai pas compris pourquoi je dois multiplier le 0.5 donc le M (concentration) par 3. C'est dans le corrigé.

1)
Quel est le pH d'un mélange d'acide acétique (CH3CO2H) et acétate de sodium (NaCH3CO2) dans le conditions suivantes :
on donne CH3CO2H / CH3CO2-
pKa = 4,76
200 ml d'acide acétique 0,25 M et 100 ml d'acétate de sodium 0,15 M
100 ml d'acide acétique 0,15 M et 200 ml d'acétate de sodium 0,25 M
200 ml d'acide acétique 0,25 M à 200 ml d'acétate de sodium 0,15 M

CH3CO2H / CH3CO2- c'est un couple acide base je suppose ?

2)
Une solution tampon de 1 litre contient 1 mole de NH4+ + 1 mole de NH3. Le pKa de NH4+ est égal à 9.24
Quel est le pH de cette solution ?
Quel pH mesure-t-on si l’on ajoute à cette solution 400 ml de soude NaOH 0,1 M ?
Quel pH mesure-t-on si l’on ajoute à cette solution, 200 ml de HCl 1 M ?

Ici le fait que ce soit une solution "tampon" qui garde le meme PH change quelque chose ? j'ai pas bien compris ce mot tampon :/
On a le pKa de NH4+ mais pas de NH3 :/

3) Calculez la masse moléculaire du saccharose sachant qu’une solution qui en contient 34,2 g par kg d’eau se solidifie à –0,186 °C.
La constante cryoscopique de l’eau vaut 1,86 kg · m_c ^-1

Réponse : T°_F- T_F = K_F x m c = K_F x i x mc avec T°_F = 0 °C et i = 1 ;
d’où m = (- T_F) /K_F) = (0+0,186)/(1,86) = 0,1 mol · kg^-1
et M= 34,2 10-3 / 0,1 = 0,342 kg · mol^-1 = 342 g × mol^-1

La constante cryoscopique se calcule comment car la j'avoue être largué meme avec la réponse....Oui c'est 3 questions mais il parait que quand on connait c'est pas si dur ^^'

Même si j'ai un debut d'aide ce sera toujours ca merci!
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[moco]

La pression osmotique se calcule en fonction de la concentration de toutes les espèces indépendantes en solution. Si tu dissous une molécule de MgCl2, tu libères un ion Mg2+ et deux ions Cl-. Donc tu produis 3 espèces indépendantes en solution (2Cl + 1 Mg). La concentration des ions est donc 3 fois plus grande que celle de MgCl2.
La constante cryoscopique est une constante qu'il faut prendre comme telle, comme la masse volumique, ou le point d'ébullition, etc. Ceci dit, elle possède une unité qui n'est pas celle que tu indiques. L'unité est le Kelvin·kg/mol.
Une propriété colligative est une propriété qui ne dépend pas de la formule chimique du composé dissous. La constante cryoscopie de l'eau en est un bon exemple. Si tu dissous une mole de n'importe quoi dans 1 litre d'eau, le point de fusion de la glace baisse de 1,86°C. Cela ne dépend pas de la formule du soluté.

[invite85e711ae]

La pression osmotique se calcule en fonction de la concentration de toutes les espèces indépendantes en solution. Si tu dissous une molécule de MgCl2, tu libères un ion Mg2+ et deux ions Cl-. Donc tu produis 3 espèces indépendantes en solution (2Cl + 1 Mg). La concentration des ions est donc 3 fois plus grande que celle de MgCl2.

Super ! Je comprends la question 0)

La constante cryoscopique est une constante qu'il faut prendre comme telle, comme la masse volumique, ou le point d'ébullition, etc. Ceci dit, elle possède une unité qui n'est pas celle que tu indiques. L'unité est le Kelvin·kg/mol.
Une propriété colligative est une propriété qui ne dépend pas de la formule chimique du composé dissous. La constante cryoscopie de l'eau en est un bon exemple. Si tu dissous une mole de n'importe quoi dans 1 litre d'eau, le point de fusion de la glace baisse de 1,86°C. Cela ne dépend pas de la formule du soluté.

Merci beaucoup, mais j'avoue ne pas comprendre tous ces calculs lils a la constante cryoscopique. ... Ils sortent d'ou il y a une formule ?
La constante cryoscopique, notée kc, est une propriété d'un solvant utilisée en cryoscopie. Elle permet de définir, via une relation mathématique proportionnelle, la masse molaire du soluté en fonction de la différence de température entre le point de fusion de la solution et celui du solvant pur. Wikipedia

D'accord mais wikipedia n'aide pas du tout a resoudre mon exercice et celle longue formule :/

Les questions 1) et 2) restent floues toujours mais je vais me prendre la tete demain matin dessus, si quelqu'un arrive a me donné des clés pour résoudre ces exercices, je serai tellement reconnaissant que je suis presque prêt a prendre leur Iban vu que c'est pour un examen

sérieusement, merci...j'essaie mais par des lacules de théories je suis dans une impasse et mama la theorie de sufit pas faut trouver la "combine".

[moco]

Pour établir la valeur numérique de la constante de cryoscopie, il faut faire tout un développement de thermodynamique, que je ne peux pas reproduire ici. Juste le résultat final : Cette constante K se définit par : K = RT²M(solvant)/(1000 DeltaH_fusion), où delta H est la chaleur latente de fusion du solvant, et M sa masse molaire.

Et tes problèmes sont d'une rare banalité. Ils sont tous pareils, et il faut d'abord transformer la donnée en moles. Par exemple :
200 ml d'acide acétique 0,25 M contient 0.05 mol et 100 ml d'acétate de sodium 0,15 M contient 0.015 mol.
Tu poses ensuite : K_a = 10_-4.76 = [H⁺]·0.015/0.05. C'estt une équation dont tu tires [H⁺]. Plus simple, tu meurs !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite85e711ae]

Merci beaucoup moco !

Oui je suis en première année de fac en pharmacie la chimie qu'on fait est très basique mais il me manque juste la théorie et les clés parfois.

Pour la question 0) si je comprends bien si dans un exercice on me demande la pression osmotique, la formule est R*T*(M*c) ou R = 8.314, T la temperature en kelvin, M la concentration et c le nombre d'espèces indépendantes en solution ?

Pour la question 1)
"Quel est le pH d'un mélange d'acide acétique (CH3CO2H) et acétate de sodium (NaCH3CO2) dans le conditions suivantes :
on donne CH3CO2H / CH3CO2-
pKa = 4,76"

La je comprends rien. Je sais calculer le pH/pOH d'un acide ou d'une base dans l'eau (déjà a) est-on dans l'eau ? Ensuite que me demande-t-on ?
NaCH3CO2 après une recherche google c'est un sel ! Donc il n'intervient pas dans l'aciditié/basicité c'est ca ?
D'ailleurs je suis totalement perdu car je me rappelle maintenant que NaOH est un sel très basique.......... alors que dans des exercices y avait des sels et ma prof me disait qu'il n'interviennent pas dans le pH vu que c'est des sels.....ca donne envie de me taper la tete contre un mur

NaCH3CO2 est quoi ? un acide ? Une base ? Un sel ? Un sel acide ? Un sel basique ? un sel neutre ? Comment le savoir on me donne juste un pKa qui est celui du couple CH3CO2H / CH3CO2- qui est pas relié.

SI JE RESUME
J'ai un couple acide base : CH3CO2H / CH3CO2- dont j'ai le pKa = 4.76
J'ai un NaCH3CO2 dont je ne sais ni si c'est un sel ou acide ou base et j'aimerai qu'on m'explique une fois comment savoir si c'est un sel qui influence le ph ou pas.
Je sais même pas si je suis dans l'eau ou pas (solvant?). Si j'ai un couple acide base surement vu que l'acide a réagit... mais peut etre que enfait non je suis pas dans l'eau et que CH3CO2H a juste réagit avec NaCH3CO2 qui est la base ? Juste des suppositions je n'y comprend rien.

J'ai presque envie de dire "je suis dans l'eau je connais
PH = 1/2(pKa-log[c])
PH = -log[H+]
donc je prends le Pka et je fais ma formule.....mais j'ai pas la concentration.

Merci

[Kemiste]

SI JE RESUME
J'ai un couple acide base : CH3CO2H / CH3CO2- dont j'ai le pKa = 4.76
J'ai un NaCH3CO2 dont je ne sais ni si c'est un sel ou acide ou base et j'aimerai qu'on m'explique une fois comment savoir si c'est un sel qui influence le ph ou pas.
Je sais même pas si je suis dans l'eau ou pas (solvant?). Si j'ai un couple acide base surement vu que l'acide a réagit... mais peut etre que enfait non je suis pas dans l'eau et que CH3CO2H a juste réagit avec NaCH3CO2 qui est la base ? Juste des suppositions je n'y comprend rien.

Je n'ai pas tout regardé de la conversation et je ne vais donc répondre qu'à cette partie.

Ici il est question de réaction acido-basiques et comme n'est rien est précisé c'est que tout se passe dans l'eau. On te parle de NaCH₃CO₂. C'est un sel qui se dissocie totalement dans l'eau pour former Na⁺ + CH₃CO₂^-. En général quand on te donne des composés sous la forme NaX, KX... se sont des composés qui se dissocie dans l'eau sous la forme Na⁺ + X^-, K⁺ + X^-... (idem pour des composés de la forme MX avec M : métal). Le pKa du couple CH₃CO₂H/CH₃CO₂^- correspond donc à NaCH₃CO₂. La question n'est pas de savoir si c'est un sel qui influence le pH mais si c'est une base ou un acide.

[moco]

Il y a deux conceptions du mot "sel". Pour la conception ancienne, un sel est ce qu'il reste (après élimination de l'eau) quand on a fait réagir un acide sur une base du genre hydroxyde (comme NaOH). Tous les sels sont faits d'un cation (ion positif) et d'un anion (ion négatif).
Ex.: HCl + NaOH --> H2O + NaCl
Mais il y a la conception moderne, qui dit qu'un sel est toute substance qui est formée d'un ion positif et d'un ion négatif. C'est plus général, car cela inclut les sels classiques et aussi les hydroxydes comme NaOH. NaOH est un sel dans le sens moderne, et une base dans le sens classique. Dans le sens moderne, NaOH est un sel qui contient une base, à savoir la base OH-
L'addition d'un sel classique en solution ne fait pas changer le pH. On ne peut pas en dire autant d'un sel moderne.

Quant tu connais un couple acide/base comme CH3COOH/CH3COO-, regarde celui des deux qui a le plus d'atomes H. C'est un acide. Ici, c'est CH3COOH qui a 4 H. Donc l'autre est une base ! Mais une base dans le sens moderne. Quand on traite l'acide CH3COOH, qui est acide dans le sens classique et dans le sens moderne, par une base classique comme NaOH, on produit la réaction suivante :
CH3COOH + NaOH --> NaCH3COONa + H2O
Et il se forme un sel, dans le sens classique.C'est l'acétate de sodium. Ce sel classique contient l'ion acétate CH3COO-, qui lui est une base dans le sens moderne. Cet ion n'est pas une base dans le sens ancien.

Dans le sens ancien, les ions n'existent pas. Les acides sont des molécules comme HCl ou H2SO4 ou CH3COOH qui réagissent avec les bases (NaOH), et forment des sels et de l'eau. On ne parle jamais d'ions dans la conception ancienne. Voici des réactions de réactions acide-base dans le sens ancien.
HCl + NaOH --> NaCl + H2O
H2SO4 + 2 NaOH --> Na2SO4 + 2 H2O
CH3COOH + NaOH --> CH3COONa + H2O.
Tu remarqueras que j'écris CH3COONa ou NaCH3COO. C'est la même chose.

Dans le sens moderne, on travaille au niveau des ions. Un acide moderne est une molécule ou un ion qui, comme CH3COOH, est capable de donner un H+, donc un H et une charge plus, à quelque chose qui veut bien l'accepter, qu'on appelle base. Cette base moderne n'est pas NaOH, mais OH-. Chaque acide moderne devient une base moderne, après ce transfert de protons.
Ceci ne se produit jamais avec la conception ancienne. Un acide ancien réagit avec une base ancienne, forme de l'eau et un sel, un point c'est tout.

Quand on dissout HCl dans de l'eau, il se forme simplement une solution de HCl pour la convention ancienne. Selon la conception moderne, la molécule HCl réagit avec l'eau en transférant H+ à l'eau. Il se produit une véritable réaction de transfert de protons : HCl + H2O --> H3O+ + Cl-

Quand on traite cette solution de HCl par une solution de NaOH, il se forme la réaction suivante pour les Anciens : NaOH + HCl --> NaCl + H2O, et NaCl reste en solution.
Si on mélange une solution de NaOH et une solution de HCl, il se passe la réaction suivante pour les modernes : OH- + H3O+ --> H2O + H2O. Dans cette dernière réaction, on voit que H3O+ perd un H et une charge plus, et qu'il donne ce H+ à l'ion OH- qui devient alors de l'eau. Il ne se forme pas NaCl. Il ne s'en formera que si on évapore la solution et qu'on récupère le résidu solide de NaCl.