Diagramme de distribution de l'acide orthophosphorique

[invite11572151]

Bonsoir , quelqu'un peut me diriger pour la dernière question svp.
énoncé :
L’acide orthophosphorique de formule H3P O4 est un triacide
noté H3A. Le document ci-contre
donne son diagramme de distribution en fonction du pH. Les
courbes tracées représentent le
pourcentage de chacune des espèces contenant lorsque le pH varie.
1) Identifier chacune des courbes.
2) En déduire les constantes pKai
et Kai relatives aux trois couples
mis en jeu.
3) Déterminer les domaines de pH
pour lesquels :H3PO4 (supérieur ou = 90%) ; b) H2PO4-−(supérieur ou = 90%)
4) Quelle est la composition d’un mélange obtenu par addition d’un volume V0 = 10, 0 mL d’une
solution commerciale d’acide orthophosphorique dans de l’eau distillée de manière à obtenir un
volume V = 2 L de solution lorsque le pH du mélange à la valeur pH = 3, 0 ? La solution
commerciale d’acide phosphorique a une densité d = 1, 71 et contient P = 80% en masse d’acide
orthophosphorique.
Données : µ(H2O) = 1, 0 g.mL−1
; M(H3P O4) = 98, 0 g.mol−1


Réponses :
1) courbe 1 : PO42-
2: HPO42-
3:H2PO42-
4: H3PO4
2) pour le couple (H3A/H2A-) : pka1 = 2,1 , Ka1 = 7,9 .10^-3
de la même manière pour les 2 autres couples
3)H3PO4 (supérieur ou = 90%) h est entre 0-1
; b) H2PO4−(supérieur ou = 90%) : ph est entre 3 -6
4) pour la composition : j'en ai aucune idée
( j'extrapole la valeur de pH = 3 sur le graphe et je trouve : [H3PO4 ]=11% ( à peu prés )
et [H2PO4-]: 89%
il faut trouver les valeurs des différentes concentrations mais j'ai pas su comment les déterminer

merciiiii d'avance , bonne soirée.
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[gts2]

Tu connais les pourcentages, il faut maintenant connaitre la concentration totale c=n/V ; V est connu et n vient de la traduction de la dernière phrase : il faut traduire chaque information
d=1,71 v=10 mL donc m=?
80% de H3PO4 donc m(H3PO4)=? . et enfin n=?

[Opabinia]

Bonjour,

Le diagramme est la traduction graphique des 3 équilibres acidobasiques concernant les espèces en solution, et caractérisés par les constantes d'acidité (K_ai).

On voit immédiatement quelles sont les espèces dont il faut tenir compte au pH considéré, et quelles sont celles que l'on peut négliger.

[invite11572151]

J'ai fait comme vous m'avez dit : on a m=densité volumique*V= 1.71.10=17,1g
on a un pourcentage de 80% d'où : m'=17,1*80%= 13,68g et enfin n = m'/M = 0.139 mol

mais je ne suis pas convaincue , où je dois utiliser les pourcentages des espéces à pH = 3 , merci infiniment

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite11572151]

Bonjour Opabinia,
les espèces dont il faut tenir compte au pH =3 sont bien H3A et H2A- mais je vois toujours pas comment les introduire pour trouver la composition , merci d'avance

[gts2]

J'ai fait comme vous m'avez dit : on a m=densité volumique*V= 1.71.10=17,1g
on a un pourcentage de 80% d'où : m'=17,1*80%= 13,68g et enfin n = m'/M = 0.139 mol

mais je ne suis pas convaincue , où je dois utiliser les pourcentages des espéces à pH = 3 , merci infiniment

Vous avez 0,139 mol au total dont 11% de H3PO4 dans 2L : trouver la concentration me parait simple.

[invite11572151]

On a c =n/v et un pourcentage de 11% , la concentration de H3PO4 est 7,645.10^-3mol/l
mais j'arrive toujours pas à répondre à la question :/

[Opabinia]

La concentration totale en soluté, connue, correspond à la somme c ~ [H₃A] + [H₂A^-]
compte tenu de ce que les deux autres espèces sont négligeables.

Il intervient par ailleurs la relation caractérisant l'équilibre correspondant: K_a1 = [H₂A^-].h/[H₃A] .

[gts2]

On a c =n/v et un pourcentage de 11% , la concentration de H3PO4 est 7,645.10^-3mol/l
mais j'arrive toujours pas à répondre à la question :/

Pour moi si. Qu'entendez-vous par "Quelle est la composition d’un mélange ..."

[invite11572151]

Pour moi si. Qu'entendez-vous par "Quelle est la composition d’un mélange ..."

la composition veut dire la quantité de matière de chaque espèce elle est exprimée en mol c'est bien ça ?
j'arrive pas à comprendre ce qu'il vient me dire Mr Opabinia

[gts2]

la composition veut dire la quantité de matière de chaque espèce elle est exprimée en mol c'est bien ça ?

Pourquoi pas, mais je préfère des mol/L, grandeur intensive.

Ceci étant si vous raisonnez en quantité de matière, vous les avez les dites quantités de matière.

j'arrive pas à comprendre ce qu'il vient me dire Mr Opabinia

Ce qu'il peut vouloir dire, c'est que par lecture du diagramme de distribution, vous avez la quantité de H3PO4 et de H2PO4- et les autres en quantité négligeable.
Si vous voulez préciser ces quantités de matière négligeables, donc non lisibles sur votre graphe, vous pouvez écrire, par exemple et remonter ainsi à HPO42-.