Réaction favorable

[Kysses]

Bonjour !
Voilà, j'aimerais savoir quand est ce que l'on sait quand une réaction est favorable ou pas, à partir de son Pka, merci beaucoup!
Petit exemple donné:
Soit les couples acido-basiques suivants :

HClO4/ClO4¯ pKa = -7

HNO3/NO3¯ pKa = -1

H2S/HS¯ pKa = 7,04


D’après les données ci-dessus :

Veuillez choisir au moins une réponse :

B. La réaction entre l’acide perchlorique (HClO4) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.
Correct
C. La réaction entre l’acide sulfhydrique (H2S) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.
D. La réaction entre les ions hydrogénosulfure (HS¯) et l’acide nitrique est favorable.
E. Aucune des réponses ci-dessus.

Je ne comprends vraiment pas. C'est une étude de comparaison de pKa mais je ne comprends pas. Merci !
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[Kemiste]

Bonjour.

Un pKa n'est pas associé à une réaction entre un acide d'un couple et la base d'un autre mais à un couple acido-basique. Pour savoir si une réaction est "favorale" il faut calculer le Ka associé à la réaction. Tu écris donc la réaction, l'expression de la constante associée et tu essayes de retrouver son expression en fonction des Ka (et donc pKa) que tu as.

[gts2]

Bonjour,

Autre possibilité (qui revient bien sûr au même), si vous avez étudié les diagrammes de prédominance, vous tracez un axe avec les pKa de chaque couple, vous placez les espèces prédominantes et il n'y a plus qu'à voir si les zones sont disjointes ou non.

[Kysses]

Bonjour ! Tout d'abord merci de votre réponse ! Mais hélas je ne comprends toujours pas.

J'ai écris les réactions suivantes:

HCLO4 ---> CLO4- + H+
HNO3 ---> NO3- + H+
_________________________

HCL04 + NO3- -----> CLO4- + HNO3

Faut il exprimer le Ka de chaque équation ou de la réaction totale? Et même, on aura qu'une expression littéraire, car il n'y a pas de données. Pouvez vous me donner un exemple s'il vous plait? Merci beaucoup !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kysses]

Bonjour ! Merci de votre réponse !
Mais je ne vois pas de lien:

HCLO4/CLO4- avec pKa= -7 et HNO3/NO3- avec pKa= -1

___________________/______________________________ >(pH)
(HCLO4)>(CLO4-) pKa=-7 (CLO4-)>(HCLO4)

______________________________ _____/_______________> (pH)
(HNO3)> (NO3-) pKa=-1 (NO3-)>(HNO3)

Mais comment lire cela pour savoir quand une réaction est favorable??

[gts2]

pKa.png

On voit sur le diagramme précédent que HNO3 et HCLO4 n'existe pas dans l'eau
Donc HCLO4 va donner CLO4- par réaction avec l'eau
Donc HNO3 va donner NO3- par réaction avec l'eau

donc B et D à mon avis n'ont pas grand sens
C on voit que NO3 et HS peuvent coexister : pas de réaction

Ceci étant je n'avais pas regardé de près les exemples proposés :
- NO3- et ClO4- sont des bases indifférentes, avec elles il ne se passe rien
- HNO3 et HClO4 sont des acides forts, ils réagissent totalement avec l'eau, donc la réaction avec "autre" chose me parait d'un intérêt limité.

pKa.png

En oubliant qu'on est dans l'eau, on peut voir que HClO4 et NO3- ont des zones disjointes donc réagissent l'un sur l'autre, mais j'ai bien dit "en oubliant qu'on est dans l'eau"

[Kemiste]

Faut il exprimer le Ka de chaque équation ou de la réaction totale? Et même, on aura qu'une expression littéraire, car il n'y a pas de données.

Tu confonds le Ka et la constante d'équilibre. Le Ka est lié à un couple et seulement à un couple. K est lié à n'importe quelle réaction. Essaye d'écrire la constante de réaction, l'expression des Ka et par identification tu pourras exprimer K en fonction des Ka et donc des pKa.

[Kysses]

Oui effectivement j'ai confondu, merci beaucoup!
Alors j'ai fait:

HCLO4 ---> CLO4- + H+
HNO3 ---> NO3- + H+
_________________________

HCL04 + NO3- -----> CLO4- + HNO3

Pour HCLO4/CLO4- Ka= ((HC03-) * (CLO4-)) / (HCLO4)

Pour HN03/NO3- Ka= ((HCO3-)*(NO3-)) / (HNO3)

K = ((C) * (D))/ ((A)*B)
=((CLO4-) * (HNO3))/ ((HCLO4) * (NO3-))

En fonction des pKa cela donne:

K= ( Ka(acide1/base1) ) / ( Ka (acide2/base2) ) ou K = 10^(pKa(base)-pKa(acide) )


ce qui donne : K= ( ((HC03-) * (CLO4-)) / (HCLO4) ) / ( ((HCO3-)*(NO3-)) / (HNO3) )



Mais dans la 2e formule, je ne comprends pas : K=10^(pKa(base)-pKa(acide)) mais quel base et quel acide?
Et quel est le rapport avec le fait d'être une réaction favorable? Merci !

[gts2]

K= ( Ka(acide1/base1) ) / ( Ka (acide2/base2) ) (1) ou K = 10^(pKa(base)-pKa(acide) ) (2)
Mais dans la 2e formule, je ne comprends pas : K=10^(pKa(base)-pKa(acide)) mais quel base et quel acide?

Il suffit de vous relire : dans (1) ce qui est au numérateur (donc qui donnera +) est le couple 1, et au dénominateur le couple 2 (qui donnera -).
Et pour savoir ce que vous avez appelé 1, il faut remonter encore d'une ligne.

Et quel est le rapport avec le fait d'être une réaction favorable? Merci !

Que sait-on de la constante d'équilibre d'une réaction favorable ?

[Kysses]

Bonjour, merci encore.
Mais c'est incompréhensible pour moi.

Justement je ne sais pas ce qu'est une réaction favorable ni comment on la trouve avec la constante d'équilibre.

[gts2]

Prenons votre exemple et raisonnons à votre manière
avec 1 pour HClO4 et 2 pour HNO3.
Donc K=10^-(-7)/10^-(-1)=10⁶
Comme K, avec votre manière de présenter les choses, est un rapport, si ce rapport est grand cela signifie que les termes du numérateur sont nettement plus grand que ceux du dénominateur.
Il y a donc peu de NO₃^- par exemple, donc la réaction est quasi totale dans le sens où vous l'avez écrit.

Pour ce qui est de la réaction favorable : cela signifie simplement qu'elle a tendance à se produire dans le sens où elle écrite : réactifs -> produits.

Mais je répète, cette équation HCL04 + NO3- -----> CLO4- + HNO3 me parait quand même un peu limite.
Dans quel cadre vous pose-t-on ce genre de questions ?

[Kysses]

Merci énormément !
Alors j'ai bien compris, mais il y a un truc qui me laisse perplexe: Où trouvez vous les donner (10^-(-7)) et (10^-(-1)) ?

Voici exactement le qcm:

Soit les couples acido-basiques suivants :

HClO4/ClO4¯ pKa = -7

HNO3/NO3¯ pKa = -1

H2S/HS¯ pKa = 7,04


D’après les données ci-dessus :

Veuillez choisir au moins une réponse :

B. La réaction entre l’acide perchlorique (HClO4) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.
Correct
C. La réaction entre l’acide sulfhydrique (H2S) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.
D. La réaction entre les ions hydrogénosulfure (HS¯) et l’acide nitrique est favorable.

Merci encore !

[gts2]

Si pKa=-7, par définition d'un pKa=-log(Ka), Ka=10^(-(-7))

[Kysses]

Bonjour! Merci encore !

Très bien, je retiens cela !
Mais encore une fois, la question est juste de dire si cette réaction est favorable ou non. Est-il necessaire de faire tout cela?
Vous dîtes que pour qu'une réaction favorable signifie signifie simplement qu'elle a tendance à se produire dans le sens où elle écrite : réactifs -> produits.

Comment savoir/justifier que cette réaction a tendance à se produire dans le sens où elle est écrite?

Exemple 2:
C. La réaction entre l’acide sulfhydrique (H2S) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.

En sachant que :
HClO4/ClO4¯ pKa = -7

HNO3/NO3¯ pKa = -1

H2S/HS¯ pKa = 7,04

Comment le savoir???

Merci !

[gts2]

Bonjour,

D'après "HNO3/NO3¯ pKa = -1" NO₃^- est une base indifférente (pKa<0, donc acide fort, donc base indifférente).

Donc NO₃^- ne réagit pas.

"C. La réaction entre l’acide sulfhydrique (H2S) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable."

réponse : non car il n'y a pas de réaction

[gts2]

B. La réaction entre l’acide perchlorique (HClO4) et les ions nitrate (NO3¯) est favorable.
Comme déjà dit, n'a pas grand sens, NO3- base indifférente, HClO4 acide fort (pK<0) donc réagit totalement mais sur l'eau pas sur NO3-

D. La réaction entre les ions hydrogénosulfure (HS¯) et l’acide nitrique est favorable.
L'acide le plus fort (HNO3, acide fort) réagit sur la base la plus forte (H2S).
C'est peut-être cette règle à laquelle se réfère le QCM.

[Kysses]

Merci beaucoup pour vos explications et votre temps !
Grâce à vous, j'ai compris et beaucoup appris ! Merci !