Ajout de solution et calcul de pH

[youknow45]

Bonjour à tous ! ,

Je bloque actuellement bêtement sur un exercice de chimie qui, je le sens, doit être si simple....

Je vous explique mon raisonnement :

On ajoute successivement à 1L d'eau pure les solutions suivantes (298K) :

- 0,200 moles de HCL
- 0,300 moles de NaOH
- 0,100 moles d'Acide phosphorique H3PO4
- 0,200 moles de NH3

On donne les pkA associés aux couples :

H3PO4/H2PO4- = 2,1
H2PO4-/HPO4- = 7,2
HPO4-/PO43- = 12,3
NH4+/NH3 = 9,25




Voici donc mon raisonnement :

1. Le premier acide est un acide fort : On écrit donc la réaction avec l'eau HCL+H2O = H3O+ + CL-, on fait notre tableau d'avancement, l'acide est entièrement dissocié, donc la quantité formée est égale à la quantité de départ, et puisqu'on raisonne sur 1 litre, on obtient une concentration de 0,200 moles et on peut directement appliquer la formule du pH = -log [H3O+] et on obtient un pH = 0,69.

2. A l'inverse, NaOH est une base forte. De même, dans l'eau on peut juste dire qu'il sera dissocié directement en Na+ et OH- selon la réaction NaOH+H2O = Na+ + HO- + H2O. On fait notre tableau d'avancement, le raissonnement est sensiblement le même sauf qu'on applique la formule d'une base forte à la fin pH = 14 + log 0,300

à ce point, je me pose une première question : je pense que mon raisonnement sur NaOH n'est pas bon, puisque je n'ai pas pris on compte les H3O+ formés avant dans mon calcul... mais comment faire ? je ne peux pas écrire NaOH + H3O+, puisque cela revient à former 2H2O et donc on ne pourra rien faire...

3. Ici, H3PO4 est un acide polyprotique, mais au vu de pkA, il n'est nécessaire de prendre en compte seulement que la première déprotonation. Mais il faut prendre en compte ce qu'on a formé en HO- et H3O+ avant ? ce qui veut dire qu'il faut faire un tableau de la réaction de H3PO4 avec HO-, et un autre avec H3O+ ? Je bloque ici, pourtant j'ai la sensation que la réponse ne doit pas être si compliquée que ça...

Merci à vous d'avance
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[gts2]

2. A l'inverse, NaOH est une base forte. De même, dans l'eau on peut juste dire qu'il sera dissocié directement en Na+ et OH- selon la réaction NaOH+H2O = Na+ + HO- + H2O. On fait notre tableau d'avancement, le raissonnement est sensiblement le même sauf qu'on applique la formule d'une base forte à la fin pH = 14 + log 0,300
à ce point, je me pose une première question : je pense que mon raisonnement sur NaOH n'est pas bon, puisque je n'ai pas pris on compte les H3O+ formés avant dans mon calcul... mais comment faire ? je ne peux pas écrire NaOH + H3O+, puisque cela revient à former 2H2O et donc on ne pourra rien faire...

Il faut en effet faire réagir (si j'interprète correctement le "successivement") la soude avec les H⁺
Si vous faites le tableau d'avancement de NaOH + H3O+ -> ..., je ne vois pas en quoi "on ne pourra rien faire"

3. Ici, H3PO4 est un acide polyprotique, mais au vu de pkA, il n'est nécessaire de prendre en compte seulement que la première déprotonation. Mais il faut prendre en compte ce qu'on a formé en HO- et H3O+ avant ? ce qui veut dire qu'il faut faire un tableau de la réaction de H3PO4 avec HO-, et un autre avec H3O+ ? Je bloque ici, pourtant j'ai la sensation que la réponse ne doit pas être si compliquée que ça...

Toujours la même chose, il faut en effet en premier lieu faire réagir H3PO4 avec les H⁺/HO^- déjà présents. Mais pour faire cela, il faut d'abord faire le bilan correct de la question 2.

[youknow45]

Bonjour à vous,

Merci pour votre réponse

Si je fais réagir ma soude avec H3O+ on a donc : NaOH + H3O+ => Na + + 2H2O

L'eau est le solvant et Na+ est spectateur, donc leur concentration n'importe pas... ?

[gts2]

Non et de toute manière comme on fait un bilan sur les quantités de H+/HO-, cela n'intervient pas.

Ecrivez la réaction sous forme HO- + H+ -> cela sera plus pratique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[youknow45]

Et bien oui dans ce cas là on a NaOH + H2O -> Na+ + HO- + H2O, base forte ect,... ?

Je suis désolé mais je ne comprends pas très bien ce que vous voulez m'expliquer... Si "cela n'intervient pas", alors on ne doit pas écrire NaOH + H3O+... ? Pourtant, NaOH réagit bien avec H3O+ et modifie donc sa concentration

[gts2]

Donc gardons NaOH + H3O+ => Na + + 2H2O
Que donne son tableau d'avancement ?

[youknow45]

NaOH + H3O+ -> Na+ + 2H2O

0,300 0,200
0,300-x 0,200-x

c'est à peu près tout ce que j'en tire... donc x=0,200 réactif limitant H3O+

Donc à la fin il reste NaOH = 0,100 moles

??

[youknow45]

D'accord je crois que c'est ça, parce qu'au final NaOH + H2O -> Na+ + HO- +H2O n'est pas vraiment une réaction et les HO- finiront forcément par réagir avec les H3O+, voilà pourquoi vous m'avez fait écrire cette réaction... Je me trompe ??

[gts2]

Donc à la fin il reste NaOH = 0,100 moles

Si vous y tenez ! En fait il reste 0,3 mol de Na+ et 0,1 mol de HO^-

[youknow45]

Ah oui c'est vrai merci ! mais bon ce qui nous intéresse c'est HO- ^^

Donc j'appliquerai le même raisonnement à H3PO4 en le faisant réagir avec les 0,1 mol/L de HO-... Merci...