Trouver le pH d'un mélange

[invite6f95405d]

Bonjour

Je planche depuis un moment sur un sujet en vain, j'aurais grand besoin de votre aide
Je dois trouver le pH d'un mélange acide fort/base forte ( dans mon cas acide sulfurique: 92% avec un pH de 2 et soude: 50% avec un ph de 12).
Le pH du mélange doit être proche 8 et je ne tombe jamais sur le bon résultat car je pense ne pas calculer avec les bonnes formules.
Pourriez vous m'aider a trouver le moyen de calculer ce pH.

Merci.

Je vous met les données:
Acide : M(H2SO4)=98 g/mol
volume : 10m^3
densité : 1.84
concentration molaire : 18.75 mol/l

Soude : M(NaOH)= 40g/mol
volume : 200 litres
densité : 2.1 ( ou 1.55 puisque c'est de la soude 50% mais j'en suis pas sur du tout)
conc. molaire : 52.5 mol/l ( ou 38.75)

Voila, merci d'avance.
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[Kemiste]

Bonjour,

Qu'as-tu essayé de faire ? Quelles formules as-tu appliqué ?

Pourquoi dans les "données" il y a deux concentrations pour NaOH ?

[invite6f95405d]

Pour la soude, il y a 2 concentrations molaires car je ne sais pas si la densité peut changer puisque la soude est a 50% du coup j'ai calculé les 2 concentrations.
Soit : n=m/M = (2.1*200000)/40 = 10500 mol et Cn=n/V = 10500/200 = 52.5mol/l
n=m/M =( 1.55*200000)/40 = 7750 mol et Cn=n/V = 7750/200 = 38.75 mol/l.
Mais je n'en suis pas du tout sur.

Ensuite j'ai essayé de trouver le ph du mélange des 2 solutions en appliquant la formule:

pH= -log((V1*10^-pH)+(V2*10^-pH)) / (V1+V2)


Mais je trouve toujours un résultat de 2, étant donné mes connaissances en chimie, il est fort possible que j'ai oublié de nombreuses étapes intermédiaires.

Voila et merci pour ta réponse rapide.

[Kemiste]

C'est assez confus. Tout d'abord tu ne prends pas en compte que la solution est à 50 %. Tu calcules la masse de solution et tu considère que cette masse est la masse de la solution. Mais il y a surtout un point que tu ne prends pas en compte : la réaction entre l'acide sulfurique et la soude.

Quelles sont les données de l'exercice ?

Voilà ce que tu dois faire :
- Ecrire l'équation de la réaction
- Calculer les quantités de matière des réactifs
- Calculer les quantités de matières des espèces en fin de réaction (tu peux faire un tableau d'avancement)
- Utiliser la formule de pH en fonction des espèces en solution à l'état final

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6f95405d]

Désolé j'ais été imprécis sur de nombreux points, car on ma donné cet exercice dans le cadre de mon travail et je ne possède que peu d'informations, pour faire simple on a de l'acide sulfurique (92%) qui passe a un débit de 10m^3/h et je devais trouver la masse de soude (50%) à injecter dans l'acide pour faire monter le ph a 8 environ. Mon instructeur m'avait dit, pour me mettre sur la voie, que la soude devait avoir un débit de 200 l/h, pour faire monter le ph 8, de ce fait je me suis basé sur ces informations et j'avais essayé de trouver le pH final (8) puisque j'avais les 2 volumes et les 2 pH, mais ce fut un échec.

Équation de réaction: H2SO4 + 2NaOH -----> 2H2O + Na2SO4

Acide : 10000 litres * 0.96 = 9600 litres
n= ((9600000(g)*1.84) / 98 = 180244.9 mol

Soude : 200000 * 0.50 = 100 litres
n= ((100000 * 2.1) / 40 ) = 5250 mol

Est-ce que ce serait ça ? Pour le tableau d'avancement je n'en ais pas fait depuis longtemps et même en regardant la méthode sur ce forum je n'ais pas réussi a en refaire un

[moco]

Ce problème a une caractéristique importante dont personne ne se soucie : Il est absurde !

Il est en effet impossible de faire une solution homogène avec de l'acide sulfurique à 92% et de la soude à 50%. Essayez pour voir !
Tout d'abord c'est très dangereux de l'essayer ! Si on met en contact de l'acide sulfurique presque pur et de la soude NaOH 50%, cela produit une réaction tellement exothermique que l'élévation de température va être prodigieuse, et suffisante pour faire bouillir l'acide en question, ou l'eau de la soude. Ensuite, le mélange ne sera jamais homogène, à cause du fait que le Na2SO4 formé et projeté aux alentours. Et même si on le récupérait par miracle, il ne pourrait pas se dissoudre dans le peu d'eau qu'il y a. Pour finir je plains le malheureux employé qui devra agiter le mélange pour le rendre homogène. Même avec des bons habits de protection, il va recevoir des gicleurs de soude bouillante ou d'acide bouillant, à choix, ou des deux. Et les assurances ne couvriront pas les frais liés aux dégâts, pour cause d'imprudence.

Dans un tel mélange, le calcul du pH devient un exercice éminemment théorique, sans aucun lien avec la réalité. En effet, le pH n'a de sens que dans les solutions aqueuses relativement diluées.

Et j'aimerais humblement signaler à Lawlolaw que la multiplication de 200'000 par 0.5 ne donne pas 100, mais 100'000 !!

[invite6f95405d]

Oui effectivement j'ai fait une erreur mais je ne l'ai pas pris en compte pour le calcul.
Du coup le calcul du pH pour un tel mélange serait impossible ?

Merci.

[moco]

Le calcul du pH n'a pas de sens, dans un tel milieu ? C'est comme si on te demandait de calculer le pH d'une masse de sable humide. Le résultat final de ton opération sera une masse de sulfate de sodium humide, et c'est tout. Plonger une électrode de verre là dedans pour déterminer le pH te donnera n'importe quoi, un pH qui peut varier de -20 à +20, sans raison apparente.

[invite6f95405d]

D'accord merci pour vos réponses.