Titrage H3PO4 par NaOH

[inviteb500115c]

Bonjour forum futura science!

Je pense avoir mal résolu cet exercice, quelqu'un pourrait m'aider s'il vous plait?

Dans le cas du titrage de H3PO4 par du NaOH, lorsque nous devons calculer le pH, nous savons que H3PO4 + NaOH ----> H2PO4 + H2O avant la première équivalence. Le pka entre H3PO4 et H2PO4 est de 2,1. Nous avons donc du H3PO4 et du H2PO4 en solution, c'est un mélange tampon:j'utilise pH=pKA+log(Cb/Ca).
La concentration de solution titrante NaOH = 0,06M
La concentration de solution à titrer H3PO4 = 0,02M
En titrant par 0,5mL nous allons obtenir une nouvelle concentration, je calcule donc le nombre de moles qui lui, ne change pas:
Pour la base: n=0,0005L*0,06M=3*10^-5 moles.
Pour l'acide: n=0,025L*0?02=5*10^-4 moles.

Avec ce nombre de moles et le nouveau volume (volume acide +volume de base ajouté) on obtient une nouvelle concentration pour l'acide et pour la base qu'on utilisera dans pH=2,1+log(Cb finale/Ca finale)

Or j'obtiens 0,87 qui n'est pas la bonne solution. Est-ce que quelqu'un pourrait m'éclairer s'il vous plait?
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[gts2]

La solution à doser a un pH de l'ordre de 2, qui est de l'ordre du pKa, donc au départ il y a à peu près autant d'acide que de base.

Donc vous êtes dans un cas compliqué, ce n'est pas le dosage d'un acide faible (peu dissocié au départ) ni d'un acide fort (totalement dissocié), donc les calculs exacts sont quasi obligatoires.

Dit autrement, en suivant votre raisonnement, vous utilisez HA+HO-=A-+H2O pour calculer la quantité d'acide et de base, sauf que une fois HO- disparu, la réaction HA = A- + H+ va avoir lieu de manière non négligeable (on a vu qu'au départ il y en avait à peu près moitié-moitié), ce qui va changer les quantités d'acide et base.

[inviteb500115c]

Bonjour, je vous remercie pour votre réponse.
En effet comme il s'agit d'un cas un peu compliqué il n'est donc pas possible d'utiliser les équations Henderson-Hasselbach. Je suppose que je dois alors dresser un tableau ICE et faire une équation du second degré?
Je calcule donc la nouvelle concentration de H3PO4 après l'ajout de 0,5ml de NaOH. Les NaOH ont disparus et donc j'obtient Ka1=x^2/(0,0196M-x)
et avec le x que j'obtiens je fais -log(x). Mon résultat est de 2,06.

[gts2]

Bonjour,

J'ai toujours beaucoup de mal avec Henderson-Hasselbach. Pour moi, c'est simplement la condition d'équilibre , exacte dès qu'il y a équilibre.

En écrivant Ka1=x^2/(0,0196M-x), vous avez tenu compte uniquement du facteur de dilution (comme si vous aviez ajouté 0,5 mL d'eau), comme le volume est petit, on ne s'écarte pas trop de la "réalité" (je trouve 2,04 avec votre calcul et 2,08 avec le mien), mais si vous prenez 2 mL, on trouve 2,06 vs. 2,23.



dans le tableau ci-dessus vous vous êtes arrêté à la ligne diss. (dissociation de l'acide), il faut tenir compte de l'apport de soude qui consomme des H⁺ (ligne base).
la dernière ligne est juste un changement de variable pour avoir (H⁺) comme inconnue.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

- petite erreur dans la copie du tableau d'avancement ...(inversion des colonnes A- et H+ dans les deux dernières lignes )
- En toute rigueur, avant la première équivalence, je ne suis pas sure que l'on puisse faire un tableau d'avancement tel que présenté car lorsqu'on ajoute de la soude on aura l'équilibre de dissociation perturbé ; autrement dit on fait les réactions simultanées H++OH- -> H2O et HA + OH- -> A- bref , si on veut pinailler on doit écrire la conservation de l'acide (HA)+(A-) = Cinitiale *Vinitial/(Vinitial+Vsoude) et l'électroneutralité (A-)= (H+)+(Na+) en négligeant les OH- , la concentration en Na+ étant Csoude *Vsoude/(Vinitial+Vsoude)... bref on remet cela dans Ka1 et on trouve une équation du deuxième degré en h
J'avoue que je ne suis pas une fane de ce pinaillage

- seules consolations 1)le volume équivalent correspondant à la première équivalence se calcule simplement car cette première équivalence a lieu quand on a consommé les H+ et les AH restant.
2) à la première équivalence on a des H2PO4-
3) le passage des H2PO4- à HPO4 2- est classique ( ouf !!)

Mais le troisième pK de H3PO4 étant élevé , là encore les calculs classiques ne marchent pas vraiment pour le passage de HPO4 2- à PO4 3-

bref pour les gens qui aiment les calculs de pH non classiques l'acide phosphorique est un bon candidat !

[gts2]

OK pour l'erreur de colonne dans le tableau.

Par contre : "lorsqu'on ajoute de la soude on aura l'équilibre de dissociation perturbé"
Tout à fait, mais cela n'a pas d'effet sur le tableau d'avancement, qui est juste une traduction des lois de conservation.

"J'avoue que je ne suis pas une fane de ce pinaillage"
Moi non plus, je répondais simplement à la question.

[jeanne08]

Oui tu as tout à fait raison ... mais ce tableau ne me paraissait plus évident et j'ai tort !