petit pb de chimie

[invite700e93f0]

Bonjour je suis nouveau sur le site, j'ai 30 ans et je me relance dans les études notamment ingénieur. Je suis en train de faire des exercices de chimie, mais je bloque. Voilà l'énnoncé:
10 ml acide éthanoique (10^-2 mol/l) on ajoute 990 ml eau distillée. le ph évolue de 3.35 à 4.35
Comparer le nombre de moles d'ions H3O+ avant et après dilution. Que peut on dire de la dissociation des molécules d'acide éthanoique en cours de dilution?
J'ai écrit l'équation de la réaction, déterminé de pKa de mon couple CH3COOH / CH3COO- qui est de 4.7. J'ai aussi déterminé mon nombre de mole à l'état initial:
10^-4 pour l'acide et 9,9^10-8 pour l'eau (mais je ne suis pas sur). Après je suis bloqué; je ne voit pas la marche à suivre pour continuer. Merci de votre soutien!
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[invitefd128b33]

a priori, cet exo veut montrer qu'un acide faible (pKa=4,7) devient fort par dilution ( loi de dilution d'oswald).

AH + H2O = A- + H3O+
Co - O O
Co-x - x x
Ka=x^2/(Co-x)
pKa=2log(x)-log(Co-x)
pH=-log (x)

avant la dilution, (pka - pCo)=4,7-2=2,7>2 d'où on approxime en disant que cet acide est faiblement dissocié ( faible) Co-x=Co
( on étais pas obligé de faire tout ca mais ca permet d'etre systématique)
pour un acide faible on trouve (une approxi) le pH en disant:
pH=(pKa+pCo)/2=3,35
c'est bien ca que donne l'énnoncé.

Apres dilution
pCo= 10^-4mol.L^-1
pKa-pCo=0,7
-1<0,7<2, d'où on est dans une zone de pH où on ne peux ni dire que l'acide est fortement ni faiblement dissocié.
Dans cette zone on ne peut pas négliger l'effet de l'autoprotolyse de l'eau (x n'est pas tres supérieur à 10^-7)...
bon je vais relire mon cours, en attendant, le nb de moles d'H3O+, on l'a facilement en disant que pH=-log [H3O+] et avec la concentration et le volume, on trouve n=4,5.10^-5moles


toutes mes excuses pour le cafouillage mais en gros il faut trouver que l'acide faible dilué devient fort

[invite700e93f0]

Merci, mais la réponse n'est pas très claire. En effet, vu que je suis en cycle prépa; je n'ai pas le niveau requis pour ce genre de démonstration. Par contre, je serais curieux de comprendre comment on peut avoir des ions H3O+ avant la dilution?

[lft123]

Je pense que tu veux parler des ions H₃O⁺ issus de l'autoprotolyse de l'eau :

2H₂O --> H₃O⁺ + OH^- avec Ke = [H3O+]x[OH-] = 10^-14

et [H3O⁺] = [OH^-] = 10^-7 mol/L

@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite958e172c]

On peut répondre de manière simple et pédagogique :
CH3CO2H peut réagir avec l'eau selon :

CH3CO2H + H2O = CH3CO2- + H3O+

Au début, ta solution d'acide est déjà diluée (10^-2 mol.L-1) et CH3CO2H a réagi partiellement avec l'eau.
Il en résulte des ions H3O+ dont la concentration est [H3O+] = 10^-pH = 10^-3,35 = 4,5.10^-4 mol.L-1 tandis que tu avais apporté un soluté CH3CO2H tel que C = 10^-2 mol.L-1 donc la dissociation est de 0,045 = 4,5 %.

Après rajout de l'eau, tu as 1,0 L de solution donc C' = 10^-4 mol.L-1 (concentration en acide éthanoïque apporté) tandis que la réaction avec l'eau a conduit à [H3O+] = 10^-4,35 = 4,5.10-5 mol.L-1 ce qui donne un pourcentage d'acide éthanoïque dissocié égal à 45 %.

Conclusion : plus l'acide est dilué, plus l'acide se dissocie en ions H3O+ : il est de moins en moins faible mais n'est pas pour autant fort (car < 100%) ; c'est effectivement la loi de dilution d'Ostwald.

[invite700e93f0]

Merci à tous pour vos conseils, notamment à pro67. L'important à mes yeux était de comprendre, c'est chose faite.