Réaction acido-basiques

[zouzou89]

Bonjour,

J'ai l'exercice suivant à effectuer.

L'acide phosphorique H3PO4 donne lieu à trois acidités faibles dont les valeurs de pKa sont respectivement : pKa1 = 2,1 , pKa 2 = 7,2 puis pKa 3 = 12,3.
1. Écrire les trois équilibres acido-basiques et exprimer Ka1 , Ka 2 et Ka 3 .
2. Sur un axe gradué en pH de 0 à 14, placer les zones de prédominance de chacune des 4 espèces.
3. Une solution aqueuse, obtenue à partir d'acide phosphorique, à un pH de 7,2.
a) Quelles sont les espèces en présence et quelles sont celles dont on peut négliger les concentrations?
b) On dilue dix fois cette solution. Quelle est la nouvelle valeur du pH? Conclusion.
4. On a préparé une solution en mettant une base forte dans de l'acide phosphorique 0,1 M, pour l'amener à un pH de 7,4.
a) Calculer les deux concentrations [H2PO4 ] et [HPO4 ].
b) On dilue dix fois cette solution. Quelle est la nouvelle valeur du pH ? Conclusion.

Calculer le pH d'une solution 0,078 M d'acide nitreux. Donnée : pKa (HNO2/NO2-) = 3,35.

Je pense avoir réussis les questions 1, 2 et 3a. Mais je bloque pour la 3b en effet si on dilue le ph va se rapprocher de 7 mais ne va pas dépasser ce chiffre. Mais j'ai calculé la concentration en H3O+ comme on a le ph et j'ai divisé par 10 cette concentration comme nous avons une dilution par 10 et j'ai recalculé le ph pour cette valeur de concentration mais je trouve un ph de 8,19...

Pour la 4a, j'ai résolu un système d'équation et j'ai trouvé 6,12x10^-2 et 3,88x10-2.
Pour la 4b, je me retrouve face au même problème que plus haut...

Ensuite pour la dernière question j'ai fais des approximations et j'ai trouvé 2,23

Merci d'avance pour vos réponses
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[gts2]

b) On dilue dix fois cette solution. Quelle est la nouvelle valeur du pH? Conclusion.
4. On a préparé une solution en mettant une base forte dans de l'acide phosphorique 0,1 M, pour l'amener à un pH de 7,4.
a) Calculer les deux concentrations [H2PO4 ] et [HPO4 ].
b) On dilue dix fois cette solution. Quelle est la nouvelle valeur du pH ? Conclusion.

Mais je bloque pour la 3b en effet si on dilue le ph va se rapprocher de 7 mais ne va pas dépasser ce chiffre. Mais j'ai calculé la concentration en H3O+ comme on a le ph et j'ai divisé par 10 cette concentration comme nous avons une dilution par 10 et j'ai recalculé le ph pour cette valeur de concentration mais je trouve un ph de 8,19...

Pour la 4a, j'ai résolu un système d'équation et j'ai trouvé 6,12x10^-2 et 3,88x10-2.
Pour la 4b, je me retrouve face au même problème que plus haut...

3b) Lorsqu'on dilue, on change les concentrations, on n'est plus à l'équilibre, donc des réactions ont lieu...

4a) Quel système d'équations ?
4b) Même réponse.

Pour 3b et 4b, sans calcul, vous avez déjà approximativement le résultat, les solutions sont des tampons.

[zouzou89]

Nous avons deux réactions ? H2PO4- avec H2O et HPO42- avec H2O également ? Mais je ne vois pas comment nous pouvons trouver le pH ? Car nous n'avons aucune concentration, nous avons juste le pH et le pKa...

J'ai résolu un système d'équation avec la formule pH=Pka + log (A-)/(AH)

[zouzou89]

Nous avons deux réactions ? H2PO4- avec H2O et HPO42- avec H2O également ? Mais je ne vois pas comment nous pouvons trouver le pH ? Car nous n'avons aucune concentration, nous avons juste le pH et le pKa...

J'ai résolu un système d'équation avec la formule pH=Pka + log (A-)/(AH)

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Niveau 1 : lorsqu'on dilue on modifie la concentration de AH et A- de la même manière, on divise par 10 ; donc d'après votre équation pH=pKa + log (A-)/(AH), on ne change pas le pH.

Niveau 2 : si on veut voir des variations de pH (qui vont être petites d'après le niveau 1), il va donc falloir raisonner plus finement et trouver l'origine des H+, faire un tableau d'avancement, faire intervenir l'autoprotolyse de l'eau.

[zouzou89]

Je dois donc faire les tableaux d'avancement pour les deux réactions ?

[gts2]

Au vu de la manière dont le texte est rédigé, j'ai l'impression qu'il faut vraiment calculer la variation de pH (mais je me trompe peut-être) pour justifier la réponse de niveau 1.

Ceci étant, comme vous le faites remarquer, il faudrait pour cela connaitre la concentration.

Donc la réponse de niveau 1 suffit surement.