pH d’un mélange d’acide fort et de base faible

[arthurdsx]

Bonjour,

Je bloque depuis longtemps sur la question suivante:

«*Quel est le pH approximatif de la solution issue du mélange d’une solution d’1L de HNO3 de concentration 0,5M et d’une solution de 2L de de NH3 de concentration 0,25M ?*»

Les solutions proposées sont: 0,30 - 1,71 - 5,13 - 11,48 - Autre réponse

Étant donné que HNO3 est un acide fort, il se dissocie totalement en NO3- et H30+, on a donc 0,5M de H30+, et NH3 étant une base faible, il se dissocie partiellement en NH4+ et OH-, j’ai donc négligé la concentration en OH- et j’ai utilisé la formule du pH d’un acide fort, ce qui me donne 0,3 mais je ne suis pas du tout sûr du résultat.
Pouvez-vous me dire s’il y a une erreur dans le raisonnement.

Merci !
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[gts2]

Bonjour,

A votre avis si vous mettez en présence H+ et NH3 que se passe-t-il ?

[arthurdsx]

Je suppose qu’il y a formation de NH4+, qui est un acide faible.

[gts2]

C'est bien cela, vous pouvez donc partir de cette constatation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[arthurdsx]

Je ne sais pas quelle formule utiliser, j’avais également essayé avec celle d’un acide faible, mais je trouve un pH de -0,5… je ne vois pas ce que je peux faire d’autre.

[gts2]

Je ne vois pas trop comment vous pouvez trouver -0,5 : des détails de votre calcul ?

[arthurdsx]

J’ai refait le calcul en divisant par le volume total cette fois, ce qui donne pH = 1/2 ( -1,37 * log (0,5 / 3)) ≈ -0,30

[gts2]

D'où sortez vous cette formule ? Et c'est quoi le -1,37 ?

[arthurdsx]

Je me suis trompé dans la formule, c’est - log (0,5/3)** mais le résultat est quand même -0,30 et le -1,37 correspond au pKa HNO3/NO3-. Je ne comprend vraiment pas ce que je dois faire…

Et j’ai utilisé la formule du pH d’un acide faible soit pH = 1/2 (pKa - log C)

[Baal149]

Bonjour,
Comme pour gts2 (je pense), tes calculs sont peu compréhensibles.

Tu ajoutes un acide et une base ensemble. Que se passe-t-il ?
Question suivante : est ce que les quantités de chaque composés changent quelque chose ? Si oui, en déduire la suite (en comparant les quantités)
Tu as déjà évoqué les réponses mais je remets ça sur le tapis car tes calculs par la suite semblent t'avoir écarté de la réponse.

En absence de pKa donné, qu'est ce que tu peux en déduire intuitivement.

[arthurdsx]

Si on ajoute un acide fort avec une base faible, l’acide fort réagit totalement et forme autant de H30+ que de HNO3 introduit initialement, et pour la base faible, la réaction étant partielle, la quantité de NH4+ qu’on obtient est très faible par rapport la quantité d’H30+, peut-on donc négliger la quantité de base faible ??

Quant aux pKa ils me sont bien donnés, HNO3/NO3-: -1,37 et NH4+/NH3 : 9,25, je ne comprend juste pas quel pKa et quelle formule je dois utiliser au final…

[gts2]

Si on ajoute un acide fort avec une base faible, l’acide fort réagit totalement et forme autant de H30+ que de HNO3 introduit initialement.

Ce que vous décrivez à la fin est le résultat de l'introduction de HNO3 dans l'eau.
Mais il reste ensuite H+ et HN3 et vous avez dit vous-même que cela donnait NH4+

pour la base faible, la réaction étant partielle, la quantité de NH4+ qu’on obtient est très faible par rapport la quantité d’H30+, peut-on donc négliger la quantité de base faible ?

Idem ce que vous décrivez correspond à l'introduction de NH3 dans l'eau.
Mais il reste ensuite H+ et HN3 et vous avez dit vous-même que cela donnait NH4+

Quant aux pKa ils me sont bien donnés, HNO3/NO3-: -1,37 et NH4+/NH3 : 9,25, je ne comprend juste pas quel pKa et quelle formule je dois utiliser au final…

Sachant que dans l'état final vous avez NH4+ ....

La formule n'est pas pH = 1/2 ( pKa * log (0,5 / 3)) mais pH = 1/2 ( pKa - log (0,5 / 3))

[arthurdsx]

Donc la formule est pH = 1/2 (pKa (NH4+ / NH3) - log (0,5/3)) ?

Si j’ai bien compris, le fait qu’il y ait du NH4+ dans la solution modifie le volume total, mais pas la concentration ?

[Kemiste]

Bonjour,

Avant d'utiliser une quelconque formule, il faut savoir ce que tu as en solution. Comme souvent en chimie, cela commence par écrire l'équation de la réaction. Ensuite il faut faire un bilan de matière (tu peux t'aider d'un tableau d'avancement). Et ce n'est qu'à partir de là que tu pourras appliquer une formule (si tu as en solution H⁺, NH₄⁺, NH₃...).

[gts2]

Si j’ai bien compris, le fait qu’il y ait du NH4+ dans la solution modifie le volume total.

Parce que 1 L + 2 L est différent de 3 L ?!

[arthurdsx]

On a H30+ qui réagit avec le NH3 pour donner NH4+ et H20
Donc le calcul est pH = 1/2 (9,25 - log (0,5/3)) ≈ 5,13
Mais j’avoue que je ne comprend pas bien pourquoi on a cette équation de réaction…

[gts2]

Vous avez une solution dans laquelle il y a un acide fort et une base faible : cela ne vous rappelle rien ?
Vous avez bien du faire des dosages acide-base : sur quoi ces dosages reposent-ils ?