Calculs de pH
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Calculs de pH



  1. #1
    Jade2

    Calculs de pH


    ------

    Bonjour,
    j'essaie actuellement de résoudre un exercice de thermochimie en plusieurs parties mais les deux dernières me posent problème, je ne sais pas quelle méthode employer.
    On a préalablement exprimé les 3 couples acido-basiques à partir de H3Ci, avec des pKa respectifs de 3.1, 4.8 et 6.4.
    Voici la première :
    On ajoute à une solution d'acide citrique H3Ci une solution d'hydroxyde de sodium NaOH. Les concentrations initiales dans le mélange sont : [H3Ci]0= 1,0*10^-2 mol.L-1 et [HO-]0= 3,1*10^-2 mol.L-1. On mesure le pH du mélange à l'équilibre : pH=11.

    1) Ecrire l'équation bilan de l'équilibre qui a lieu dans le mélange.
    2) Exprimer la constante d'équilibre en fonction des concentrations des espèces puis en fonction des constantes d'acidité et du produit ionique de l'eau. Faire l'application numérique. Que peut-on en déduire ?
    3) Calculer les concentrations de toutes les espèces à l'équilibre, même de celles qui sont minoritaires.
    4) En déduire que le pH est bien égal à 11.

    Deuxième partie :
    Le pH idéal d'un shampoing doit être compris entre 4.2 et 5.2. On stabilise le pH d'un shampoing en mélangeant les sels ioniques Na2HCi et NaH2Ci. La concentration de l'espèce la plus acide est : 5,0*10^-2 mol.L-1 et celle de la plus basique est : 6,0*10^-2 mol.L-1.

    5) Ecrire l'équation bilan de la réaction prépondérante qui peut avoir lieu dans l'eau et calculer sa constante d'équilibre.
    6) En supposant que les concentrations des deux espèces n'ont pas varié à l'équilibre, calculer le pH de la solution.

    Pour la question 1, l'acide citrique étant un triacide, je ne sais pas si je dois écrire trois équations, seulement la première ou passer directement du H3Ci au Ci3-. De même pour la question 2, suivant l'équation de la 1, quelle constante d'équilibre devrais-je trouver ? Pour la 5, je ne sais pas quelles espèces faire réagir ensemble...

    Merci d'avance pour votre aide,
    Jade

    -----

  2. #2
    jeanne08

    Re : Calculs de pH

    -pour les questions 1,2,3 : tu vois que tu es à pH = 11 donc il y a eu un excès de OH- donc la réaction globale est H3Ci + 3OH- = Ci3- . Tu calcules la constante de cet équilibre à partir des Ka1,Ka2,Ka3 et le produit ionique de l'eau puis tu calcules ce qui se trouve à l'équilibre (y compris les espèces qui n'interviennent pas directement dans cet équilibre "global")
    -pour la question 5 : tu mélanges les espèces H2Ci- et HCi2- donc un couple du type AH/A- donc la réaction prépondérante ( acide le plus fort sur base la plus forte) est AH+A- =A-+AH et les constantes d'équilibre sont vérifiées en particulier Ka2 ....

  3. #3
    Jade2

    Re : Calculs de pH

    donc pour la 2 ma constante d'équilibre s'écrit Keq = [Ci3-]/[H3Ci][OH-]^3. En multipliant les Ka, on a [Ci3-][H3O+]^3/[H3Ci], mais je ne parviens pas a aboutir a une forme avec le Ke...
    pour la question 5, je trouve une constante d'équilibre valant : Ka2/Ka2 = 1, j'en conclus que la réaction n'a pas lieu... mais comment en déduire le pH de la solution ?

  4. #4
    jeanne08

    Re : Calculs de pH

    - première question :Tu multiplies les Ka et tu obtiens une expression que tu indiques. Tu multiplies le haut et le bas de cette fraction par (OH-)^3 et tu vas voir apparaitre Kw^3 et la constante Ke dont tu cherches la valeur. Kw est le produit ionique de l'eau .
    -deuxième question: la réaction dite prépondérante a peut être lieu ( échange de H+) mais ne change rien ... ( hypothèse on néglige toutes réactions avec l'eau ) donc tu mets les concentrations indiquées dans Ka2 ... et tu trouves le pH !

    note : les constantes d'acidité sont toujours vérifiées à l'équilibre. L'expression , pratique dans certains cas ( tampons en particulier)
    pH = pKa +log (base)/(acide) n'est rien d'autre que log Ka = log ((base)*(H+)/(acide))

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Jade2

    Re : Calculs de pH

    C'est bon pour la deuxieme, je trouve un pH dans l'intervalle, merci beaucoup !

    En revanche pour la premiere, j'obtiens donc Ka1 * Ka2 * Ka3 * [OH-]^3/[OH-]^3 = K(equilibre) * Kw^3
    Or si j'isole ici K(equilibre), je me retrouve avec le quotient des Ka sur Kw^3 et je trouve une valeur en 10^27...
    Je bloque sur cette expression

  7. #6
    jeanne08

    Re : Calculs de pH

    Cela signifie que la réaction est quasi totale ...donc H3Ci. à quasi totalement disparu, transformé en Ci3- et qu’il y a un reste de OH- ....

  8. #7
    Jade2

    Re : Calculs de pH

    d'accord, je reprends ca demain, merci beaucoup pour vos explications

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