en une : Cours philo : Dieu

Classement de solutions selon leur ph

Chimie > sujets expliqués - Question simple
                
bonjour Hilal,

tu disposes bien de toutes les informations nécessaires pour répondre a cette question. La seule donnée qui n’est pas dans l’énoncé mais que tu dois savoir c’est que l’acide chlorhydrique est un acide fort c'est-à-dire qu’il se dissocie complètement dans l’eau.
Il faut aussi que tu saches que pour calculer un pH il faut que tu trouves la concentration d’ion H3O+ dans ta solution car le pH est par définition égal à pH = -log([H3O+]).

La première des choses que tu dois faire lorsque l’on te demande de trouver le pH d’une solution c’est d’identifier les couples acide/base qui sont présents dans ta solution. Pour la solution a c’est le couple C6H5COOH/C6H5COO- qui est concerné. Pour la solution b c’est le couple HCL/Cl- etc… Et n’oublie pas que dans toute solution aqueuse les couples acide/base de l’eau peuvent intervenir dans les réactions. Je te rappelle en effet que H2O est à la fois la base associée de l’ion H3O+ et l’acide conjugué de OH-.
La deuxième chose que tu dois savoir c’est si l’acide que tu considères est un acide fort ou un acide faible. HCl est un acide fort c'est-à-dire que son pKa < 0 donc il est totalement dissocié dans l’eau c'est-à-dire que la réaction :
HCl + H2O  H3O+ + Cl-
Est une réaction totale. A l’équilibre, toutes les molécules de HCl sont dissociées. La concentration que l’on te donne étant une concentration à l’équilibre cela signifie que [Cl-] = [H3O+] = c = 0.1 mol/L (la notation entre crochets veut dire « concentration » ). Le pH de cette solution est donc pH = -log([H3O+]) = -log(0.1) = 1
Dans le cas d’un acide faible (pKa > 0 )comme l’acide benzoïque il faut que tu prennes en compte à la fois le couple acide/base de ton acide mais aussi celui de l’eau car la concentration d’ion H30+ créés par l’autodissociation de l’eau (autoprotolyse de l’eau) n’est pas négligeable devant la concentration d’ion H30+ créé par l’acide faible. (Pour un acide fort en fait on néglige l’autoprotolyse de l’eau).
Tu as alors deux réactions :
HA + H20 <=> A- + H3O+ (1) (le couple HA/A- est le couple acide faible base faible)
H2O + H20 <=> OH- + H3O+ (2)
Tu as normalement trop d’inconnu pour pouvoir calculer la concentration de H30+ avec ces deux réactions. Tu es alors obligé de faire une autre approximation. La concentration de ta solution est grande (c'est-à-dire qu’elle est très supérieure à 10-6 mol/L) tu peux dans ce cas négliger l’autoprotolyse de l’eau et ne considérer que la réaction (1). Tu dois alors écrire le Ka de ta réaction (équivalent d’une constante de réaction mais pour une réaction acide base). Par définition on a :
[A-].[H3O+]
Ka = -------------
[HA]

Tu sais que tous les ions A- et tous les ions H3O+ viennent de la dissociation de l’acide HA. Donc [A-] = [H3O+] = x. On te donne la concentration a l’équilibre de [HA] = c donc finalement tu as Ka.c = x² c'est-à-dire que x = racine(Ka.c). Dans le cas de l’acide benzoïque pKa = -log(Ka) = 4,2 donc x² = 10^(-4.2)*0.1 et donc x = 2.5*10^(-3). Il ne reste plus qu’a calculer le pH avec pH = -log(x) = 2.6
Tu dois calculer ainsi le pH de toutes tes solutions pour pouvoir les classer ensuite par ordre croissant de pH.
Il faut aussi que tu penses bien que lorsque l’on te dit que tu as une solution constituée avec la base de ton couple acide/base (comme c’est le cas de la solution d) la concentration d’ion H30+ est forcément égale a l’équilibre a la concentration de la base C6H5COO- c'est-à-dire que tu as [H3O+] = c = 0.1
N’oublie pas non plus que l’hydroxyde de sodium est en fait une base tres forte à cause de l’ion OH- c'est-à-dire que NaOH est totalement dissocié dans l’eau. C’est exactement l’inverse que pour HCl.

Voila j’espère que ces explication t’aideront a mieux comprendre les réaction acide/base.

Bon courage pour tout.

A bientôt Hilal.
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