Solution tampon à pH = 5

[Florasie]

Bonsoir,

je suis bloquée pour cette exercice:

Pour préparer 1L de solution tampon à Ph = 5, un étudiant dispose de 1L de solution HCl (0,2M), 1L de solution NaOH (0,2M), 100g de CH3COONa (s), 1L de H2O.
Expliquez comment il procédera.

Tout d'abord je sais que HCl est un acide fort, NaOH une base forte, CH3COO- une base faible et H2O c'est neutre.
Pour faire une solution tampon on doit avoir un acide + base donc d'office on utilisera CH3COO- avec HCl ou NaOH.
J'ai calculé le Ph ces 2 acides; Ph HCL = 0,698 et Ph NaOH = 13,301
Le Pka de CH3COO- = 4,75 (tables)
a partir de la je ne sais pas continuer :/ Je sais aussi que pour faire un mélange tampon la différence de Ph doit être entre -1 et +1

Quelqu'un pourrait m'aider?

Merci beaucoup
-----

[Kemiste]

Bonsoir.

Une solution tampon est constituée d'une mélange d'acide et de sa base conjuguée. Comment peux-tu obtenir un tel mélange ici ? Quelle est la formule de pH pour une solution tampon ?

Qu'entends-tu par : "e sais aussi que pour faire un mélange tampon la différence de Ph doit être entre -1 et +1" ?

PS : il s'agit de pH et pKa et non de Ph et Pka

[Florasie]

Bonsoir,

pH = pKa + log Base/Acide est la formule pour calculer le pH d'une solution tampon.
Et ahh ok donc il faut choisir un des composants et regarder dans les tables quel est son conjugué? Par exemple HCl est l'acide alors Cl- est sa base conjuguée? Comme quoi dans l'énoncé on ne peut qu'utiliser les 4 substances données et les mélanger entre-elle; HCl, NaOH, CH3COO-, H2O.
(La réponse final est de 45,2 g pour l'acétate + 1L de HCl)

Pour le "Je sais aussi que pour faire un mélange tampon la différence de pH doit être entre -1 et +1" je pensais que la différence en pH devais être petite pour pouvoir créer un tampon. Aussi je pensais que ce n'était que possible de créer un tampon avec un acide faible + une base faible, ce qui n'est pas possible ici :/


Merci pour votre aide.

[Kemiste]

pH = pKa + log Base/Acide est la formule pour calculer le pH d'une solution tampon.
Et ahh ok donc il faut choisir un des composants et regarder dans les tables quel est son conjugué? Par exemple HCl est l'acide alors Cl- est sa base conjuguée? Comme quoi dans l'énoncé on ne peut qu'utiliser les 4 substances données et les mélanger entre-elle; HCl, NaOH, CH3COO-, H2O.
(La réponse final est de 45,2 g pour l'acétate + 1L de HCl)

Pour ta solution tampon il te faut en effet un acide faible et sa base conjuguée faible. La seule base faible dont tu disposes est l'acétate de sodium. Tu dois donc obtenir son acide conjugué, l'acide acétique. La seule façon de l'obtenir avec les solutions dont tu disposes est d'ajouter HCl à de l'acétate. Si tu ajoutes une quantités plus faible de HCl que d'acétate, seule une portion de l'acétate va réagir pour donner de l'acide acétique. Tu auras donc en solution un mélange tampon constitué d'acétate et d'acide acétique, d'où la correction.

Si tu calcules les concentrations de chaque espèce, tu devrais retomber sur le pH attendu avec la formule que tu as donné.

Pour le "Je sais aussi que pour faire un mélange tampon la différence de pH doit être entre -1 et +1" je pensais que la différence en pH devais être petite pour pouvoir créer un tampon. Aussi je pensais que ce n'était que possible de créer un tampon avec un acide faible + une base faible, ce qui n'est pas possible ici :/

Désolé mais je n'ai toujours pas compris ce que tu voulais dire. Tu parles d'une différence de pH mais tu ne dis pas entre quoi et quoi ? D'où vient cette règle ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Florasie]

Bonjour,

Ok je vois pour ce qui concerne l'acide conjugué de la base faible (CH3COO-) et comment la faire. Merci beaucoup! J'avais pas compris une partie du cours, voila pourquoi ma confusion avec la différence de pH entre l'acide et la base que vous avez mal compris
Dans les tables je trouve que le pKa = 4,75 et on sait de l'énoncé que le pH = 5. Pour les concentration par contre je suis pas sûre :/
On a que pour 1L de HCl on a 0,2 mol. Le M de CH3COO- est de 59,05 et celui de CH3COOH = 60,06
Après je sais qu'il faut utiliser un tableau d'avancement, mais j'ai du mal à voir par ou commencer.

Encore merci!

[Kemiste]

On a que pour 1L de HCl on a 0,2 mol. Le M de CH3COO- est de 59,05 et celui de CH3COOH = 60,06

Attention le composé dont tu disposes est l'acétate de sodium. Pour connaitre le nombre de mole d'acétate dans 45.2 g il faut prendre en compte la masse molaire d'acétate de sodium.

Après je sais qu'il faut utiliser un tableau d'avancement, mais j'ai du mal à voir par ou commencer.

C'est exactement ce qu'il faut faire. Avec le tableau d'avancement tu détermines la quantité de matière des espèces qui restent en solution à la fin de la réaction. Comme tu connais le volume final tu peux calculer les concentrations.

[Florasie]

Donc ca donne pour le M = 82,04 . Pour calculer le nombres de moles, je vois comment faire si on a une masse, mais dans l'énoncé elle n'est pas donnée :/ (le 45.2 g est la réponse à la question)
Une fois que j'ai le nombre de moles du CH3COONa je sais comment faire le tableau d'avancement. Mais la, es ce qu'il faut le remplacé par X? Le HCl a la fin est totalement utiliser?

[Kemiste]

Au temps pour moi j'étais parti de la réponse !

Dans un premier temps tu dois déterminer la valeur du rapport entre la quantité de base et la quantité d'acide. Pour ça tu dois utiliser l'équation de pH que tu as donné.

Dans un second temps tu écris l'équation de la réaction et tu fais un tableau d'avancement. Tu connais la quantité de HCl initiale (0.2mol) mais pas celle d'acétate de sodium. Tu appelles cette quantité "x". A la fin de la réaction tu sais que HCl doit être totalement consommé (pour avoir une solution tampon constituée essentiellement de AcO^- et AcOH). Tu sais donc qu'il se forme 0.2 mol d'acide acétique et que sur les x mol d'acétate 0.2 mol ont été consommés.

Enfin, grâce au tableau d'avancement tu peux exprimer le rapport entre la quantité de base et d'acide en fonction de x et avec la formule de pH tu connais la valeur de ce rapport. Tu n'as plus qu'à extraire x puis déterminer la masse correspondante.

[Florasie]

J'ai compris et j'obtiens la bonne réponse, merci beaucoup pour votre aide!!

[Kemiste]

De rien !