Mélange acides et base

[YaKraystorm4]

Bonjour,

Encore une fois je me suis perdu dans un exercice d'acide base...
Voilà l'énoncé de l'exo:
50mL de HCL 0,2 M sont ajoutés à 50mL d'acide propanoique de même titre et de pKa 4,8. Le mélanger titré par la soude de concentration 1 m calculer le pH correspondant à l'addition de 0, 9, 10, 15 et 20 ml de soude.
Je réussi à trouver pour 0 mL. A 9 mL, le corrigé dit que dans un premier temps la BF va réagir avec l'AF. Puis que cette B réagira avec l'Af. Jusque là tout est logique. Donc pour 9 mL, l'acide propanoique ne réagit pas et donc le pH se jouera entre NaOH et HCl. Mais à partir de 10 mL. Soudainement l'Af participe. Je comprend qu'à un moment donné ce dernier devrai faire part mais pourquoi à ce moment précis? De plus je ne comprend pas comment NaOH puisse encore réagir alors que pour 9 mL, à tf il ne reste plus de OH-...

Merci d'avance pour votre aide, encore une fois.
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[Kemiste]

Bonjour.

As-tu écrit les différentes réaction qui peuvent se produire ? Pour chaque cas, as-tu calculé la quantité de matière de chaque espèce en solution après l'ajout de NaOH ? Quelles sont les espèces en solution quand 10 mL de NaOH sont ajoutés ?

[YaKraystorm4]

En ce qui concerne les quantités de matières, oui, et sur le corrigé figurent les tableaux d'avancement.
Maintenant pour les différentes réactions...
C'est :
Pour 0 mL
H3O+ + C2H5COOH ➡️ H20 + C2H5COO-

Pour 9 mL
H3O+ + C2H5COOH + HO- ➡️ 2H2O
avec C2H5COOH ne réagissant pas

Et donc quand la BF aura complètement formé H20:
HO- + C2H5COOH ➡️ H2O + C2H5COO-

Et donc ce qu'il faut que je fasse c'est que je recalcule les quantités de matières (pour 10 mL de NaOH) pour chacune des réactions (seulement les deux dernières) et que je vérifie si la réaction est possible ou non?

[gts2]

Bonjour,

Les réactions à écrire en premier sont les réactions de dosage : que devient HO- versé ? (je suppose que les tableaux d'avancement concernent ces réactions ?)
Ce qui donnera la composition de la solution.
Une fois celle-ci connu, cela sera un calcul de pH classique.

Remarque : pour 0 mL, c'est immédiat : qu'y a t il dans la solution ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kemiste]

Attention à bien équilibrer tes réactions. Si une espèce ne réagit pas elle n'intervient pas dans l'équation. Attention aussi l'acide acétique ne réagit pas avec un acide pour former sa base conjuguée.

il faut en effet que dans chaque cas tu détermines la quantité de HCl, AcOH, AcO^- et NaOH pour pouvoir calculer le pH de la solution.

[YaKraystorm4]

Rebonjour,

En fait, je n'arrive pas à faire le lien entre savoir quand tel acide ou tel acide doit désormais réagir et les équations de réactions. Parce que justement je ne comprend pas comment savoir qu'à tel mL de NaOH il fait utiliser telle équation. Je me dis juste qu'à 10 mL de NaOH, peut être restait-il encore du HCl pour réagir...

Donc ce que je dois faire c'est juste dressee deux tableaux d'avancement pour 10 mL. Je vais les faire. J'en fait bien un où je "néglige" l'acide propanoique ?

[gts2]

Donc ce que je dois faire c'est juste dressee deux tableaux d'avancement pour 10 mL. Je vais les faire. J'en fait bien un où je "néglige" l'acide propanoique ?

On effectue les réactions "dans l'ordre" (acide le plus fort sur la base la plus forte), donc on commence par H+ + HO- = H2O, on fait LE tableau d'avancement et on regarde ce qui reste. S'il reste des H+, c''est fini.
Sinon on met en route la deuxième équation de dosage.

[YaKraystorm4]

Pourquoi H+ et pas H3O+?
Non les réactions portent directement sur les espèces en présence...

[YaKraystorm4]

J'ai fait ce que vous avez suggéré et je trouve pour 10 mL de NaOH qu'à tf il ne reste plus de réactifs. Donc plus de H3O+, et en appliquant votre raisonnement (en considérant que H3O+ est H+ entre guillemets...) on met en route la deuxième réaction donc BF et Af??

[gts2]

Pourquoi H+ et pas H3O+?

Parce que cela va plus vite à écrire ... (et à équilibrer en redox ...)

Non les réactions portent directement sur les espèces en présence...

Que voulez-vous dire par là ?

[gts2]

J'ai fait ce que vous avez suggéré et je trouve pour 10 mL de NaOH qu'à tf il ne reste plus de réactifs. Donc plus de H3O+,

ni de HO-, donc que reste-il dans la solution et donc quel est le pH ?

et en appliquant votre raisonnement (en considérant que H3O+ est H+ entre guillemets...) on met en route la deuxième réaction donc BF et Af??

Cela c'est pour la suite quand on va ajouter de nouveau des HO-.
Ici il faut écrire l'équation responsable du pH et il n'y en a pas 36 au vu de la composition de la solution.

[YaKraystorm4]

pH=7
Je comprend mieux désormais!
Merci énormément.
Et donc. vu qu'il n'y a plus de réactifs autre que C2H5COOH, le pH de la solution correspond à celui de d'acide faible. Donc il ne devrait pas y avoir formation du produit C2H5COO- n'est-ce-pas ?

[Opabinia]

Bonjour,

Je crois que la recherche des solutions ne peut conduire qu'à une grande confusion si l'on ne s'efforce pas d'écrire en premier lieu toutes les relations rigoureuses concernant les concentrations, valables quelle que soit la nature du milieu; c'est à ce prix seulement que l'on aura une bonne vue d'ensemble du problème, à fortiori si l'on doit envisager plusieurs valeurs du volume de réactif (NaOH).

50mL de HCL 0,2 M sont ajoutés à 50mL d'acide propanoique de même titre et de pKa 4,8. Le mélanger titré par la soude de concentration 1 m calculer le pH correspondant à l'addition de 0, 9, 10, 15 et 20 ml de soude.

Les relations sur lesquelles on n'aura plus à revenir sont:
1) celles caractérisant les équilibres chimiques en cause, à savoir:

# l'ionisation du solvant: 2 H₂O = H₃O⁺ + HO^- : hω = K_e = 10^-14
# le comportement du soluté: AH + H₂O = A^- + H₃O⁺ : K_a = [A^-]h/[AH] = 10^-4.8 ;

2) les relations de la conservation de la matière pour les éléments ou groupements d'atomes ne provenant pas du solvant, ainsi que la condition de neutralité électrique (éventuellement remplaçable par la conservation des protons):

C_Cl = c₁V₁/V_T , avec c₁V₁ = 10,0 mmol ,
C_A = [AH] + [A^-] = c₂V₂/V_T avec c₂V₂ = 10,0 mmol ,
C_Na = [Na⁺] = c₃V₃/V_T , avec V_T = V₁ + V₃ + V₃ = 100 + V₃ (en mL) et c₃ = 1000 mmol/L ,
h + [Na⁺] = [A^-] + ω .

Considérer ensuite les réactions prépondérantes intervenant lors de l'introduction de la soude, soit par ordre de priorité:
a) la réaction de neutralisation de l'acide fort: H3O⁺ + HO^- ---> 2 H2O
qui s'achève à la réalisation de l'égalité: n_Cl = n_Na , soit: C₁V₁ = C₃V₃ d'où: V₃ = V₁(C₁/C₃) = 10.0 mL = V°_a (premier volume équivalent) ;
b) la neutralisation de l'acide faible présent: AH + HO^- ---> A^- + H₂O
qui prend fin lorsque l'on a: n_Cl + n_A= n_Na , soit: C₁V₁ +C₂V₂= C₃V₃ d'où: V₃ = (C₁V₁ +C₂V₂)/C₃ = 20.0 mL = V°_b (second volume équivalent) .

Il ne reste plus qu'à envisager les cas particuliers (V₃ = 0, 9, 10, 15 et 20 mL), qu'il suffit de situer par rapport aux deux limites précédentes: la nature du milieu, et les approximations qui en découlent, apparaissent évidentes. Il n'est pas interdit de recourir au diagramme de pH, qui permet de faire apparaître les espèces majoritaires.

[Opabinia]

Suite de la réponse précédente