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5.5) Mélange acide faible base faible .

n H 2 O. HCOONa (s) = HCOO - (aq) + Na + (aq). pKa. 14,0. OH -. H 2 O. HCOO -. HCOOH. 3,8. H 2 O. H 3 O +. 0. 5.5) Mélange acide faible base faible.

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5.5) Mélange acide faible base faible .

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Presentation Transcript

  1. n H2O HCOONa (s) = HCOO- (aq) + Na+ (aq) pKa 14,0 OH- H2O HCOO- HCOOH 3,8 H2O H3O+ 0 5.5) Mélange acide faible base faible . Soit une solution contenant de l ’acide méthanoïque et du méthanoate de sodium auxconcentrations apportées respectivement égales à C1 et C2 . Donnée : HCOOH/HCOO- : pKa = 3,8 Dissolution de HCOONa : Recherche R.P. : Réactions : R1 : HCOOH + HCOO- = HCOO- + HCOOH R2 : HCOOH + H2O = HCOO- + H3O+ R3 : HCOO- + H2O= HCOOH + OH- R4 : 2 H2O = H3O+ + OH- Constantes : 1 1,610-4 Ke 6,310-11

  2. pH 2,8 3,8 4,8 Conclusion : La réaction prépondérante est R1 Diagramme de prédominance : Aucune des deux espècesn ’est majoritaire L ’acide est majoritairepar rapport à la base . La base est majoritaire parrapport à l ’acide Question :à quel intervalle de valeurs du pH doit appartenir le pH de cette solution ? La R.P. est R1 qui ne modifie pas les concentrations initiales : les réactions secondairesont des constantes faibles : le pH doit être compris entre 2,8 et 3,8 .

  3. Calcul : C1 = C2 = 0,10 mol.L-1 . Rappel La R.P. est R1 qui ne modifie pas les concentrations initiales . Si les constantes KA0 et KB0 très inférieures à 1 : les concentrations de l ’acide faible et de la base faible demeurent inchangées . pH ? La concentration des ions oxonium est contrôlée par l ’équilibre : HCOOH + H2O = HCOO- + H3O+ avec équilibre de contrôle . [H3O+] = d ’où pH = - log([H3O+]) = soit pH =

  4. A.N.: pH = 3,8 Question : des deux réactions secondaires R2 et R3 , laquelle peut poser problème ? Celle qui a la constante la plus élevée , c ’est à dire R2 Question : comment vérifier que cette réaction est négligeable ? Une réaction secondaire est négligeable si les produits qu ’elle forme sont minoritairespar rapport aux produits de la R.P. Ici, celà revient à vérifier que les ions oxonium sont minoritaires par rapport à l ’acideméthanoïque et aux ions méthanoate . 1,6  10-4 mol.L-1 [H3O+] = soit [H3O+] << [HCOOH] et [HCOO-] Application : Calculer pH pour C1 = C2 = 5,0  10-4 mol.L-1

  5. n H2O dissolution de NaOH : NaOH (s) = Na+ (aq) + OH- (aq) 5.6) Application : R.P. quantitative . Solution A : acide méthanoïque de concentration CA = 0,100 mol.L-1 Solution B : hydroxyde de sodium de concentration CB = 0,100 mol.L-1 On mélange un volume VA = 20,0 mL de solution A et un volume VB = 10,0 mL de solution B . Calculer le pH de la solution obtenue . Données : pKA(HCOOH/HCOO-) = 3,8 l’acide méthanoïque est un acide faible Calcul des concentrations apportées dans le mélange : CA ’ = 6,6710-2 mol.L-1 CB ’ = 3,3310-2 mol.L-1

  6. pKa 14,0 OH- H2O Forcedesacides HCOO- HCOOH 3,8 Forcedesbases H2O H3O+ 0 Recherche R.P. : On a un équilibre en faveur des produits ( gamma ) HCOOH + OH- = HCOO- + H2O 1,61010 Ke K0 > 104 . La réaction est quantitative, on écrit son bilan de matière . HCOOH + OH- = HCOO- + H2O 6,6710-2 3,3310-2 E.I. - 3,3410-2 E.F. - 3,3310-2 (mol.L-1)

  7. pKa 14,0 OH- H2O Forcedesacides HCOO- HCOOH 3,8 Forcedesbases H2O H3O+ 0 Recherche R.P. sur le nouveau système : On a une solution de l ’acide faible HCOOH etde sa base faible conjuguée HCOO- ,solution dite ? solution tampon R.P. ? HCOOH + HCOO- = HCOO- + HCOOH de constante K10 = 1 réactions secondaires ? 2acide avec l ’eau : HCOOH + H2O = HCOO- + H3O+ 3base avec l ’eau : HCOO- + H2O = HCOOH + OH- 4autoprotolyse de l ’eau : parmi ces trois réactions , laquelle doit éventuellement être prise en compte ? 2 car 1,5810-4 6,3110-11 Calcul du pH : hypothèse ? les réactions secondaires et surtout R2 sont négligeables la composition du système n ’est pas modifiée ou les concentrations de l ’acide et de la base restent inchangées . conséquence ? formule ? A.N.: pH = 3,8

  8. Validité de ce résultat ? Il est cohérent avec la composition du système ( [HCOOH]  [HCOO-] ) puisque : pH est compris entre 2,8 et 4,8 . R2 est négligeable si les produits qu’elle formes ont minoritaires par rapport aux produits de la R.P. R2 négligeable ? Comment le vérifier ? En comparant [H3O+] à [HCOOH] et [HCOO-] [H3O+] = 10-pH = 1,5810-4 mol.L-1 le résultat est valide puisque les ions oxonium sont minoritaires parrapport à HCOOH et HCOO- . Conclusion ?

  9. n H2O HCOONa (s) = HCOO- (aq) + Na+ (aq) pKa 14,0 OH- H2O HCOO- HCOOH 3,8 H2O H3O+ 0 5.5) Mélange acide faible base faible . Retour Soit une solution contenant de l ’acide méthanoïque et du méthanoate de sodium auxconcentrations apportées respectivement égales à C1 et C2 . Donnée : HCOOH/HCOO- : pKa = 3,8 Dissolution de HCOONa : Recherche R.P. : Réactions : R1 : HCOOH + HCOO- = HCOO- + HCOOH R2 : HCOOH + H2O = HCOO- + H3O+ R3 : HCOO- + H2O= HCOOH + OH- R4 : 2 H2O = H3O+ + OH- Constantes : 1 1,610-4 Ke 6,310-11

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