Calcul d'un volume pour atteindre un pH donné

[inviteb9ce07c5]

Bonjour à tous,

Je viens faire appelle à vous car mes cours de chimie sont assez loin derrière moi et je pense que je fais pas mal fausse route avec mes souvenirs. Voila mon problème:
J'ai un réservoir de 4000l contenant une phase aqueuse (KOH et EDTA). Je sais que son pH est à 9,7.
J'aimerais abaissé ce pH à 8,2 pour répondre à des critères et pour cela, je souhaitais ajouter une solution de HCl 1M.
Quel volume dois-je ajouter théoriquement pour atteindre ce pH? C'est pour me permettre d'évaluer les coûts relatifs à cette baisse du pH.
De mon côté, je suis tombé sur une valeur qui me semblait aberrante (1.9L).

Si quelqu'un pouvait m'expliquer le cheminement à suivre pour trouver la réponse.
Merci de votre aide
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[jeanne08]

L'EDTA est un tetracide noté H4Y de pKa 2 2,7 6,2 et 10,2
A pH = 9,7 on a dans la solution des OH- et un mélange de Y4- et HY 3- avec (OH-) = 10^-4,3 et 10^-10,2 = (Y4-) 10^-9,7/(HY 3-) c'est à dire (Y4-)/(HY3-)=10^-0,5 mais on ne sait pas exactement combien on a de chacune de ces espèces. Les autres espèces de l'EDTA sont négligeables.
A pH = 8,2 on n'a (OH-) = 10^-5,8 et le rapport (Y4-)/(H3Y) est 10^-2 donc l'ajout de HCl a servi à faire les réactions ( quasi totales ) : OH- + H3O+ -> H2O et Y4- + H3O+ -> HY3- mais pour répondre à ta question il faut connaitre la concentration totale en EDTA de ta solution de départ

[inviteb9ce07c5]

Merci jeanne08
De ce que je comprends bien, il n'est donc pas possible de calculer le volume de HCl à ajouter pour réduire mon pH de 9,7 à 8,2 sans connaitre les proportions de l'EDTA et du KOH?

[jeanne08]

Effectivement le calcul ne peut se faire que si on connait les quantités … mais
- il doit être possible de faire un dosage
- il est facile de mesurer quel volume de solution de HCl permet de passer le pH de 9,7 à 8,2 d'un échantillon de solution à neutraliser ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonjour,
Ta solution a été faite avec du KOH. Mais elle n'en contient plus. Les ions OH- que fournit ce KOH ont réagi avec l'EDTA (ou H₄Y) et ont été transformés ion HY^3-, comme le signale Jeanne08.
A pH 9.7, la proportion [Y^4-]/[HY^3-] vaut 10^-0.5 = 0.3. Donc il y a surtout des ions HY^3- en solution.
Si tu veux atteindre le pH 8.2, qui est exactement à mi-chemin entre les deux pK_a, il faudra ajouter une quantité de HCl qui sera exactement le tiers de la quantité totale d'EDTA présent dans ta solution.
Mais il y a fort à parier que tu ne pourras jamais attendre exactement pH 8.2, car la moindre demi-goutte en trop fera descendre le pH vers des valeurs inférieures.

[inviteb9ce07c5]

Merci beaucoup à vous deux.
Pour ce qui est des proportions, je sais seulement que la proportion en poids du KOH est comprise entre 7 et 13%. C'est la seule information supplémentaire que j'ai.

[moco]

Bonsoir,
C'est relativement imprécis comme information. Et cette proportion en poids, qu'est-ce que cela signifie ? C'est le poids de KOH par rapport à quoi ? Est-ce par rapport au poids de l'EDTA ? par rapport au poids de l'eau ? ou d'autre chose ?

[jeanne08]

Mêmes questions que moco ...

Je fais juste remarquer que si la quantité de KOH est de l'ordre de 10% en masse , c'est à dire environ 100g/L la concentration est de l'ordre de 1,8 mol/L ... cela ne correspond pas à un pH de 9,7 ...

[inviteb9ce07c5]

Je sais bien malheureusement c'est la seule information fourni sur la fiche de sécurité du produit. Donc oui je pense que c'est par rapport à l'EDTA, mais ce produit est ensuite dilué dans de l'eau (5% du volume d'eau).
Je vais faire un dosage d'un volume connu, cela sera certainement le plus simple.
Merci en tout cas de votre aide ce fût très apprécié