Titrage + Acide/Base

[99suave]

Bonjour, j'ai des difficultés à résoudre un l'exercice C et votre aide serait grandement apprécié. Voici l'énoncé :

J'ai uniquement besoin d'aide pour le C). Premièrement voici mon équation stœchiométrique pour la réaction C2H4O3 + 2NaOH --> 2H2O + NaC2H4O3 (Je ne suis pas sûr à 100% de celle-ci) , afin de trouver le Pka, je me suis aidé du ph au point d'équivalence que l'on me donne 8.63 pour trouver la concentration en acide 10^-8.63 = 2.34*10^-9 mol/L mtn que j'ai cela, je fais mon tableau d'avancement pour trouver la valeur du Ka = ([2H2O]*[NaC2H4O3])/([C2H4O3]-x)
ce qui me donne en remplaçant les donnés : ((2.34*10^-9)^3)/0.58-(2.34*10^-9) (le 0.58 vient de la concentration initial en C2H4O3 trouvé à l'exercice A ) J'obtiens un Ka mais lorsque j'effectue la transition pour obtenir le pka je n'ai pas la bonne réponse. Est ce que quelqu'un voit l'erreur dans mon développement ?

Merci beaucoup pour votre aide !
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[gts2]

Bonjour,

1- Le pKa est défini par l'équation HA -> A- + H+
2- Le texte dit acide monofonctionnel et vous dosez avec 2 NaOH
3- [H2O]=1 si [] désigne l'activité

[99suave]

Ok merci, dans la formule du Pka que vous me fournissez je considère que HA correspond à C2H4O3, mais je n'arrive pas à définir A- ?

Je comprends bien que c'est un monofonctionnel mais dans ce cas je ne vois pas comment pondérer l'équation pourriez vous me guider ?

Merci pour votre réponse

[gts2]

C'est simple : un acide donne un H+ et la base conjuguée, donc si C2H4O3 donne un H+ que reste-t-il ?

Le plus simple est d'écrire l'acide HA -> H+ + A-

Dans ce cas que donne HA + HO- ->

[A voir en vidéo sur Futura]

[99suave]

- Si C2H4O3 donne un H+ il reste C2H3O3 non ?

- C'est censé donner Ha + HO --> A- + H2O ?

[gts2]

- Si C2H4O3 donne un H+ il reste C2H3O3 non ?

Plus exactement C₂H₃O₃^-

- C'est censé donner HA + HO --> A- + H2O ?

C'est bien cela

[99suave]

Ok merci, mais du coup lorsque je remplace par les concentrations que j'ai obtenue je n'arrive toujours pas à la bonne réponse. Je sais que Ka = ([H2O]*[A-])/[HA] et que du coup pka = -log(Ka). Mais lorsque je remplace par les donnés ((2.34*10^-9)^2)/0.58 et que je fais -log du résultat obtenu ma réponse est erroné. (le 2.34*10^-9 provient de la concentration en acide (x) que j'obtiens grâce au ph, et le 0.58 est la concentration de C2H4O3 obtenu au premier exercice je ne retire pas le x car il est négligeable).

[gts2]

Je sais que Ka = ([H2O]*[A-])/[HA]

Non : Ka = ([H+]*[A-])/[HA]

Mais lorsque je remplace par les donnés ((2.34*10^-9)^2)/0.58 et que je fais -log du résultat obtenu ma réponse est erroné. (le 2.34*10^-9 provient de la concentration en acide (x) que j'obtiens grâce au ph, et le 0.58 est la concentration de C2H4O3 obtenu au premier exercice je ne retire pas le x car il est négligeable).

(H+) vaut bien 2.34.10^-9, mais pas (A-) qui vaut approximativement 0,58 (voir votre réaction de dosage) (approx. car il y a la dilution) et (AH)= ?

[99suave]

Pour obtenir HA dois-je m'aider de la masse volumique de la solution dermatologique que l'on me donne au point a) ?

[gts2]

Non, il faut simplement écrire la réaction qui "fabrique" les HA à partir de votre solution qui contient des A-.

[99suave]

On est bien d'accord que le HA correspond au C2H4O3 ? Je n'arrive pas à comprendre quel réaction fabrique ce composé vu qu'on l'a de base. On a du C2H4O3 + OH --> C2H3O3 + H2O, la concentration en C2H3O3 vaut 0.58 et celle en H+ vaut 2.39*10^-9, mais celle du au point d'équivalence C2H4O3 correspond bien à la quantité de départ soustraite par une certaine quantité ?

[gts2]

On a d'abord la réaction de dosage qui transforme l'acide en base :
HA + HO- -> H2O + A-

Mais pour avoir un pH de 8,63 à l'équivalence, il a bien fallu qu'il y ait une réaction pour obtenir des HO- justifiant le pH basique :
A- + H2O -> HA + HO-

On pourrait aussi dire que c'est la réaction de dosage qui n'est pas tout à fait totale (votre "quantité de départ soustraite par une certaine quantité"), mais c'est plus simple à calculer/raisonner comme cela (la réaction prépondérante vous dit quelque chose ?) : on effectue la réaction totale (celle du dosage) et on revient un peu en arrière.

[99suave]

Ok j'ai compris où vous voulez en venir, mais je n'arrive pas à saisir comment je pourrais obtenir le pka. dans la réaction A- + H2O --> HA + OH-, la concentration en A- vaut toujours 0.58 ? Est ce que je suis dans le cas d'un mélange tampons et je peux utiliser la formule ph = pka + log(cb/ca)

[gts2]

Pourquoi vouloir utiliser des "formules" ?
Vous connaissez (A-), (H+), et d'après A- + H2O -> HA + HO- vous savez que (HO-)=(HA)
Vous reportez dans la définition de Ka et c'est fini.

[99suave]

Ok, mais ce que je n'arrive pas à saisir c'est comment obtenir la valeur de HA (et de OH- du coup). Oui je connais la valeur de (A-) et (H+) et A- + H2O --> HA + OH-, mais pour obtenir la concentration en OH- le seul outils dont je dispose c'est la concentration en A- mais ce n'est pas suffisant.

[gts2]

Et Ke=(H+)(HO-) ? (ou pH+pOH=14)

[99suave]

Ok donc dans ce cas là, en faisant 14-8.63= 5.37 je peux trouver (OH-) en faisant 10^-5.37 ce qui me donne 1.99*10^-6 ce qui correspond également à la concentration de HA et donc en faisant 0.58*2.39*10^-9) /1.99*10^-6 = 6.96*10^-4, et lorsque je fais -log(6.96*10^-4) j'obtiens un Pka de 3.15, ce qui ne correspond pas

[gts2]

Il reste le dernier point signalé au message #8 : "0,58 (approx. car il y a la dilution)"

0,58 mol/L est "la concentration en acide glycolique dans la solution diluée" pas dans le becher (il y a 10 mL de solution et quand on est à l'équivalence, quel est le volume du becher ?)

[99suave]

Quand on est à l'équivalence le volume du bécher vaut 10 ml + 11.6 ml ? Donc 21.6 ml ?

[gts2]

C'est bien cela et donc la concentration en A- est ?

[99suave]

0.58*0.01 = 5.8*10^-3 mol --> (5.8*10^-3)/0.0216L = 0.27 mol/L?

[gts2]

Et donc ... ?

[99suave]

et donc si je remet ça dans la formule ça me fait : (0.27*2.39*10^-9)/1.99*10^-6 = 3.24*10^-4 et si je fais le -log(3.24*10^-4) ça me fait un PKa de 3.49, possible qu'il y ai encore une erreur ?

[gts2]

Chez moi (HO-)=10^-5.37=4,27.10^-6 et non 1.99.10^-6

[99suave]

effectivement, merci beaucoup pour votre aide