Validité d'une relation selon la solution considérée (chapitre acide base)

[invitec025da2d]

Bonjour,


On considère le couple acido-basique suivant : .

Supposons que l'acide (et donc la base) soit faible. On introduit alors l'espèce sous sa forme AH dans de l'eau (à pH neutre).

Dans ce contexte, je comprend aisément la relation :

(1)

puisqu'on considère les quantités initiales d'ions oxonium et hydroxyde dues à l'autoprotolyse de l'eau comme négligeable. D'où la formule :

(2).

Seulement, qu'en est-il lorsque l'on introduit AH dans une solution déjà acide ? Pour moi, cela n'est plus valable car la relation (1) doit devenir :

(1').

Qu'en pensez-vous ? J'ai trouvé la formule (2) dans mon cours mais sans aucun contexte donc j'aimerais bien identifier les cas où le même raisonnement s'applique.


Cordialement.
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[Duke Alchemist]

Bonsoir.

* La relation (2) provient du bilan de matière à savoir que ce qui a été introduit initialement en AH est "redistribué" en partie en AH restant et en A- formé.

* La relation (1) provient de l'électroneutralité de la solution (autant de charge + que de charge -)

* Attention à la ta relation (1') :
1. Les concentrations ne s'ajoutent pas ! (ce sont des grandeurs intensives)
2. Si le milieu contient déjà des ions oxonium, ceux-ci vont déplacer l'équilibre de la dissociation dans le sens de la consommation des A- (donc vers la formation des AH) et on est bien d'accord que les [A-]équilibre des relations (1) et (1') ne sont pas les mêmes.

Pour trouver la relation entre les quantités de matière (et non pas les concentrations dans l'immédiat), je te propose de faire un tableau d'avancement dans lequel tu as déjà une quantité initiale en oxonium non nulle. Tu devrais aboutir à quelque chose.

Cordialement,
Duke.

EDIT : N'oublie pas que la constante d'équilibre (ici Ka), elle, doit toujours être vérifiée

[invitec025da2d]

Merci pour votre réponse !

Les concentrations ne s'ajoutent pas ! (ce sont des grandeurs intensives)

Même si l'on considère que le volume ne varie pas ? (On pourrait imaginer que AH se trouve sous forme de poudre et qu'en rajouter un peu en solution produit une variation de volume négligeable.)

Pour trouver la relation entre les quantités de matière (et non pas les concentrations dans l'immédiat), je te propose de faire un tableau d'avancement dans lequel tu as déjà une quantité initiale en oxonium non nulle. Tu devrais aboutir à quelque chose.

Je trouve sensiblement la même chose qu'avec les concentrations, à savoir (si tous les coefficients stœchiométriques sont égaux à 1) :

et

.

Par conséquent, comme le volume est constant et que la quantité de matière à l'équilibre d'ion oxonium et de base conjuguée est différente, on en déduit que la concentration (molaire ou massique) à l'équilibre d'ion oxonium et différente de la concentration à l'équilibre de notre base conjuguée.

Par contre, je pense que mon raisonnement ne prend pas en compte le cas de l'ajout d'acide faible dans une solution d'acide/base faible. En effet, dans ce cas, la présence initiale d'un autre couple acide/base faible complique un peu les choses non ?

Cordialement.

[invitec025da2d]

Bonsoir à tous,

Est-ce que quelqu'un pourrait confirmer mon dernier message SVP ?

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec025da2d]

Je rajoute une question : qu'en est il du mélange entre deux acides faibles ? Comment trouver la concentration en ions oxoniums ?

Merci et bonne nuit !

[jeanne08]

- Il y a un moyen "simple" de déterminer toutes les concentrations d'une solution : on écrit toutes les équations liant les concentrations des espèces de solution ( électroneutralité, conservation de ce que l'on a mis, constantes d'acidité et produit ionique de l'eau ) puis de résoudre un système de n équations à n inconnues ( pas quand même si facile que cela ! )
- autre méthode : se demander ce qui se passe dans la solution quand on met dans l'eau un mélange... et voir si une réaction acide-base est plus importante que les autres. Alors on fait l'approximation de tenir compte seulement de cette réaction dite prépondérante, et on vérifié que ce que l'on trouve est correct parce que les réactions négligées entrainent des concentrations négligeables.
- par une méthode ou par l'autre on résout au cas par cas ...

[invitec025da2d]

Merci de votre réponse, si j'ai bien compris, on fait beaucoup d'approximation en chimie (en tout cas pour le chapitre acide base j'avais quelques formules "approximée"). Sinon, comment on est censé/peut savoir qu'une réaction acide base est prépondérante ?

[jeanne08]

- negliger des réactions acide/base devant celle que l'on appelle prépondérante est une approximation que l'on doit vérifier à posteriori ( on doit vérifier que les réactions négligées conduisent à des espèces négligeables ). Cette vérification peut être très rapide.
- la réaction prépondérante est, à priori, celle qui a la plus grande constante d'équilibre ( plus simplement c'est l'acide le plus fort mis avec la base la plus forte mise)