Exercice

[invite1c10d214]

Bonjour, j'ai mes partiels dans quelques semaines et etant 300 dans ma promo les professeurs prennent pas le temps de repondre a nos questions, quelqu'un pourrait m'aider ? Je ne comprends pas la question b de l'exercice 1 ni l'Exercice 4.
a- Quel est le pH d’acide bromhydrique 4.10-5 M ? résultat pH=4,40
b- On reprend 50 μl de cette solution dans un volume de 200 ml d’eau. Quel est le pH de la solution finale ?
Résulats à obtenir : pH=6,978

Quel est le pH d’une solution obtenue en mélangeant
a- 20 ml HClO4 0,1 M + 10 ml NaOH 0,2 M ? résultat : pH=7,00
-----

[moco]

Bonsoir,
Ce problème n'est pas aussi facile qu'il en a l'air.

Notons que : 50 μL = 5·10^-5 L
Une prise de 5·10^-5 L de HBr 4·10^-5 mol/L contient un nombre de moles de HBr égal à n = cV = 5·10^-5 · 4·10^-5 mol = 2 10^-9. Diluée dans un volume de 0.2 L, la concentration en HBr vaut :
[HBr] = 2·10^-9 mol / 0.2 L = 10^-8 mol/L.
Mais ici la concentration en HBr est inférieure à celle des ions H⁺ issus de l'autoprotolyse de l'eau. Il y aura donc deux contributions à la présence de ions H⁺ (ou H₃O⁺) dans cette solution. On pose que la concentration des ions H⁺ (et OH^-) issus de l'autoprotolyse de l'eau vaut x, et sera voisin de 10^-7 M (mais pas égal, comme on va le voir). Dans cette solution, on peut donc écrire :
[H⁺] = x + 10^-8
[OH^-] = x
On pose la relation bien connue : [H⁺][OH^-] = 10^-14, ce qui donne :
x (x + 10^-8) = 10^-14
C'est une équation du 2ème degré, qu'on peut réécrire : x² + 10^-8 x - 10^-14 = 0
A toi de finir le travail !
Mais vérifie mes calculs avant !

[invite1c10d214]

C'est effectivement le résultat souhaité. Merci beaucoup!! Mais comment sait on que c'est (H+) = x + 10^-8 et non HO- ?

[moco]

Bonsoir,
Il y a deux origines à la présence d'ions H+ dans les solutions de HBr dans l'eau. Alors qu'il y a une seule origine (l'eau) à la présence d'ions OH- dans la même solution, car HBr ne produit pas d'ions OH- en se dissolvant dans l'eau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1c10d214]

Merci, vraiment, vous m'avez beaucoup aider.
Juste une derniere question. Lorsque l'on doit melanger des solutions comme dans l'exemple ci dessous, faut-t-il calculer le nombre de mol de chaque solution, les additioner, additioner les volumes et trouver C en faisant n/v ?
On mélange 10 ml d’HNO3 0,25 M et 7,5 ml LiOH 0,1M.
a- Quel est le pH du mélange ?

[moco]

Bonjour,

Oh la la ! Ce n'est pas si simple. Il faut parfois soustraire. Car ici, il y a réaction chimique pendant le mélange. Quand on effectue un mélange d'une solution acide (contenant des ions H+) et d'une solution basique (contenant des ions OH-), les ions H+ réagissent avec les OH- et s'autodétruisent en formant de l'eau. En général, il y a plus de H+ que de OH-, ou l'inverse, et l'ion qui reste en excès fixe le pH du mélange.

Dans ton mélange par exemple, j'espère que tu vois qu'on y a introduit 2.5 mmol de HNO3, donc d'ion H+. On y a introduit aussi 0.75 mmol de LiOH, donc d'ion OH-. Comme 2.5 est > 0.75, il y a un excès d'acide, et les 0.75 mmol de OH- sont transformés en eau, en détruisant 0.75 mmol d'acide. Il reste donc un résidu de 2.5 - 0.75 = 1.75 mmol d'acide H+ dans le mélange. Et comme le volume total est de 10+7.5 = 17.5 mL, la concentration en H+ vaut :
[H+] = 1.75 mmol/17.5 mL = 0.100 mol/L. Le pH vaut donc -log0.1 = 1.00