VIEtude sommaire des mélanges
b) Mélanges d’acides 1) Acide fort 1 et acide fort 2 Le pH se calcule en sachant que les deux acides sont entièrement ionisés Exemples: 1) mélange de 500 ml HCl 0,10 M et 500 ml H ClO4 0,20 M Dans la première solution:: n H O mol 3 +=0,500⋅0,10=0,050 Dans la deuxième solution:: n H O mol 3 +=0,500⋅0,20=0,10 Donc : pH =− + + log =
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17- pH d'une solution de mélange d'un acide fort et d'un acide faible Mélange de deux acides : fort A, H et faible A2H A2H + La quantité de HJO+ provenant de l'acide faible est négligeable (recul d'ionisation) -log pH d'une solution de mélange d'une base forte et faible pH = 14 +10g(Cl) 11/01/2003 pH d'une solution d'un polyacide faible
pH DES SOLUTIONS AQUEUSES I Généralités
Mélange de protolytes de natures différentes (solutions de sels) Mélange d’aide fort et de ase forte Mélange d’aide fai le et de ase forte ou de ase forte et d’aide faile Mélange d’aide fai le et de ase faile Dans un mélange, il est important de considérer : La dilution des diverses espèces dans la solution du mélange
Corrigé- Série 2- Travaux dirigés de Chimie des Solutions
Ces deux acides forts (HClO 4 et HCl ave pKa < 0) sont totalement ionisés dans l’eau Il s’agit d’un mélange de deux aides forts Le pH de la solution est alulé à l’aide de la formule : pH = -log (C HClO4 + C HCl) = -log(0,1 + 0,1) = 0,7 (b) L’aide formique HCOOH se omporte omme aide faile (pKa – pCa = 2,8 > 2) et
TP n° 2 : mesure de pH / Acides forts - Acides faibles
- Dans un bécher de 100 mL, verser 25 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration 0,10 mol L-1 - Dans un second bécher de 100 mL, verser 25 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration en soluté apporté 0,10 mol L-1 → Mesurer la température initiale θi des deux solutions : T'i = 21°C
Module 4 : Les réactions de transfert de protons
définir les acides et les bases, le produit ionique de l’eau, les notions de pH et de pOH savoir reconnaître les acides et les bases forts (notion de pK) savoir calculer le pH (et pOH) d’une solution d’acide, de base, de sel ou de polyacide (H2SO4, H2CO3, H3PO4) savoir calculer la composition d’un mélange tampon
COURS DE CHIMIE DES SOLUTIONS - F2School
II-6-1-Equilibre de dissociation d’un acide faible II-6-2-Equilibre de dissociation d’une base faible II-6-3- Relation entre Ka et Kb II-6-4- Nivellement des acides forts et des bases fortes par le solvant II-6-5- Loi de dilution d’OSTWALD II-6-6- Force relative de deux couples III- pH de solutions aqueuse
Formulaire Chimie Analytique : Calculs de pH
MÉLANGES D’ACIDES - POLYACIDES Si ΔpKa > 4 : on néglige l’acidité la plus faible, puis le calcul se fait en fonction de la force de l’acide restant (cf critères de définition) Si ΔpKa < 4 : il faut prendre en compte toutes les acidités en présence DÉMONSTRATION POUR UN MÉLANGE D’ACIDES FAIBLES
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Etude sommaire des mélanges
Chapitre VI 77
VI..Etude sommaire des mélanges
Johannes Broenstedt (1879 - 1947)
a. Lois de dilution .... 78 b. Mélanges d"acides .... 79 c. Mélange de bases .... 81 d. Mélanges d"acides et de bases 83 e. Titrages acido-basiques .... 91 f. Courbes de titration .... 92 g. Exercices 99Acides et bases
Chapitre VI 78
Etude sommaire des mélanges
a) Lois de dilution Les concentrations formelles des substances dans un mélange diffèrent en général des concentrations formelles dans les solutions qui ont servi à préparer ce mélange:1) Dilution proprement dite
On ajoute de l"eau à la solution initiale.
Exemple:
Mélange de 2 l HCN 0,2 mol/l et 3 l NaCl 0,10 mol/lDans le mélange:
[]HCNnV20,20
230,080mol
loHCN,o==×La concentration formelle de la substance après dilution se calcule en divisant le nombre de moles
de substance (supposée non dissociée) présents dans la solution initiale par le volume atteint après
dilution: [][]SubstanceSubstanceVVo, après dilutiono,avantdilutionavantdilution
aprèsdilution=×Equation 41: Formule de dilution
2) Dilution par mélange
Dans ce cas, on mélange la solution initiale avec une autre solution:Exemple :
Mélange de 1 l HCN 0,20 mol/l et 2 l HCN 0,30 mol/lDans le mélange:
[]HCNnV10,2020,30
120,27mol
loHCN,o==×+×Etude sommaire des mélanges
Chapitre VI 79
La concentration formelle de la substance après dilution se calcule en divisant le nombre de moles
total provenant de toutes les solutions mélangées par le volume atteint après dilution: [][][]Subst.Subst.VSubst.V..... V mé o, méo, sol 1sol 1o, sol 2sol 2=×+×+Equation 40 : Formule du mélange
( sol 1, sol 2: première, deuxième solution initiale; mé: mélange )Les formules de dilution restent valables pour les concentrations d"espèces chimiques quelconques,
pourvu que ces espèces ne subissent pas de modification notable pendant la dilution. (Cettecondition est loin d"être toujours réalisée: Nous savons en effet que le degré de dissociation ou
d"hydrolyse des acides et bases faibles augmente avec la dilution!)Exemple:
Mélange de 500 ml NaCl 0,1 M et 500 ml H Cl 0,2 M.Dans le mélange:
HOnV0,50,2
10,1mol
l ClnV0,50,10,50,2
10,15mol
l NanV0,50,1
10,05mol
l3H 3O Cl Na+Acides et bases
Chapitre VI 80
b) Mélanges d"acides1) Acide fort 1 et acide fort 2
Le pH se calcule en sachant que les deux acides sont entièrement ionisés .Exemples:
1) mélange de 500 ml HCl 0,10 M et 500 ml H ClO
4 0,20 M.
Dans la première solution::
nHOmol305000100050+=×=,,,
Dans la deuxième solution::
nHOmol30500020010+=×=,,,
Donc :
pH=-+ +=log,, ,,,005001005000500082
2) mélange de 1,0 l H Cl 0,15 molaire avec 0,50 l H Br 0,30 molaire:
[][][]HO(HOVHOV)VV0,151,00,300,50
1,00,500,20mol
l(eq.41)3mé3 1132212+=+ pH = -log0,20 = 0,70;
2) Acide fort 1 + acide faible 2
On calcule souvent le pH en négligeant l"acide faible.Cette approximation grossière n"est justifiée que si l"apport d"ions hydronium par l"acide faible est
négligeable par rapport à celui fourni par l"acide fort ( c.à.d. si l"acide fort est assez concentré et si
l"acide faible possède une constante d"acidité et une concentration assez faibles), ce dont on peut se
rendre compte en calculant les pH des deux acides dans la solution finale comme s"ils ne s"influençaient pas mutuellement.Exemples :
1) mélange de 20 ml H Cl 0,50 mol/l avec 60 ml CH3COOH 0,050 mol/l:
[][]HOHOVVV0,500,020
0,0200,0600,13mol
l(eq.40)3mé3 1112+=+=×
pH = -log0,125 = 0,90L"acide acétique seul fournirait:
[][]HOKCH3COOH100,0500,0600,0600,0208,210mol
l3a,CH3COOHo,mé4,754+=×=×× négligeable!Etude sommaire des mélanges
Chapitre VI 81
3) Acide faible 1 + acide faible 2
Nous admettons sans démonstration la formule suivante: [][][]HOKHBKHB23a11o, méa2o, mé+=+Equation 42 : Mélange de deux acides faibles : [HB1]o,mé , [HB2]o,mé sont les concentrations formelles dans le mélange
Exemple:
mélange de 25 ml HCOOH 0,10 mol/l avec 50 ml CH3COOH 1,0 10 -2 mol/l: [][][]HO.KHCOOHKCH3COOHl100,100,025
0,0250,050100,0100,050
0,0250,050
=0,0025mol3,754,75+=×+×
pH = -log0,0025 = 2,60 c) Mélanges de bases1) Base forte 1 et base forte 2
Le pH se calcule en sachant que les deux bases sont entièrement hydrolysées.Exemple:
mélange de 0,01 mol d"éthanolate de sodium de volume supposé négligeable avec 20 ml NaOH 0,10 mol/l:
OH(nOHV)
V0,0100,100,020
0,0200,60mol
l(eq.41)mé.OH-,122 2 pOH = -log0,60 = 0,222) Base forte 1 + base faible 2
Le pH se calcule en négligeant la base faible.
Acides et bases
Chapitre VI 82
Cette approximation grossière n"est justifiée que si l"apport d"ions hydroxyde par la base faible est
négligeable par rapport à celui fourni par la base forte ( c.à.d. si la base forte est assez concentrée et
si la base faible possède une constante de basicité et une concentration assez faibles) , ce dont on
peut se rendre compte en calculant les pH des deux bases dans la solution finale comme si elles ne s"influençaient pas mutuellement.Exemple:
mélange 20 ml NaOH 0,25 mol/l avec 60 ml NH3 0,010 mol/l: cas 2) [][]OHOHVVV0,250,020
0,0200,0600,063mol
l(eq.40)mé.1 1 12 pOH = -log0,063 = 1,2 (L"ammoniac seul fournirait: [][]OHKNH100,0100,060,0600,0203,410mol
lb,NH33o,mé4,804 +=×, négligeable!)3) Base faible 1 + base faible 2
Nous admettons sans démonstration la formule suivante: [][][]OHKBKBb11o,méb22o,mé- Equation 43 : Mélange de deux bases faibles : [B1-]o,mé , [B2-]o,mé = concentrations formelles dans le mélangeExemple:
mélange 25 ml NH3 0,10 mol/l avec 50 ml C2H5NH2 0,050 mol/l: cas 3) [][][]OH.KNHKCHNH100,100,025
0,0250,050100,0500,050
0,0250,050
=0,0040mol4,803,33-
pOH = -log0,0040 = 2,40Etude sommaire des mélanges
Chapitre VI 83
d) Mélanges d"acides et de bases d1) Cas généralD"après Broenstedt, la réaction de neutralisation entre un acide et une base consiste en l"échange
d"un proton:HB1 + B2- B1- + HB2
Equation 44 : réaction acide-base selon Broenstedt neutralisationExemples ( voir chapitre II):
H Cl + CH
3COO- CH3COOH + Cl-
HCO3- + OH- CO32- + H2O
Calculons la constante d"équilibre de l"équation 44 et exprimons-la en fonction de Ka1 et Ka2:
KHBB HBBHB