Déterminer pH

[Seikko]

Bonjour, je bloque sur cet exercice :

Déterminer le pH d'une solution d'ammoniac NH3 0.1 M et sa concentration en ions ammonium NH4+
Je sais que le Pka du couple NH4+/NH3 est 9.25
Et j'avais pensé à faire Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]
Mais je reste bloqué

D'après mon fascicule la réponse est pH= 11.12 et [NH4+] = 1.33*10^-3 M

Quelqu'un peut il me guider un peu ?
Merci
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[Kemiste]

Bonjour.

Quelles formules de pH connais-tu pour les bases/acides faibles ? Avec la formule du Ka que tu donnes tu peux en retrouver une en prenant le "-log" de chaque coté de l'égalité.

[moco]

Bonjour,
Il y a une subtilité dans ce problème.
La formule du K_a de NH₄⁺ ne sert à rien, car elle implique que le principal ion à part NH₄⁺ est l'ion H⁺ (ou H₃O⁺). Or il y a beaucoup plus de ion OH^- dans une solution de NH₃. Il ne faut donc pas utiliser le K_a de NH₄⁺, mais le K_b de NH₃. Et le K_b est la constante décrivant l'équilibre :

NH₃ + H₂O --> NH₄⁺ + OH^-.

Et on peut vérifier que K_a·K_b = 10^-14, ou : pK_b = 14 - pKa
Donc pK_b = 14 - 9.25 = 4.75.

Avec cela on peut attaquer le problème, et dire que si on dissout 0.1 mole de NH₃ par litre, une partie x forme les ions NH₄⁺ et OH^-, et qu'il reste 0.1 - x mole de NH₃ par litre.
On pose alors x²/(1 - x) = 10^-5.75 = 1.78 10^-6.

C'est une équation du 2ème degré, dont la solution est : x = 1.33 10^-3 = [OH^-]
D'où on tire [H⁺], et le pH qui vaut 11.12

[Kemiste]

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