Acides-bases
Calculez le pH d'une solution α de 10 mL dans laquelle on dissout 3,30×10-3 moles de HBr.
Calculez le pH d'une solution β de 35 mL dans laquelle on dissout 3,55×10-1 grammes de (CH3)3CONa.
Données : M(CH3)3CONa = 96 g.mol-1.
Calculez le pH de la solution γ résultant du mélange des solutions α et β.
Correction :
Solution α :
HBr fait partie de la liste des acides forts donnée par Mr Collin, c'est donc un acide fort. Nous allons commencer par calculer la concentration de l'espèce considérée dans la solution. La quantité de HBr présente a été donnée en moles, donc pour trouver la concentration on procède comme suit, en pensant bien à prendre le volume en litres :
Ainsi avec C = 3,30×10-1 mol.L-1 nous pouvons calculer le pH de la solution. Étant donné qu'elle contient un acide fort le pH se calcule comme suit :
pHα = 0.5
Solution β :
(CH3)3CONa fait partie de la liste des bases fortes donnée par Mr Collin dans le cours sur les alcynes en chimie organique, c'est donc une base forte. Nous allons commencer par calculer la concentration de l'espèce considérée dans la solution. La quantité de (CH3)3CONa présente a été donnée en grammes, donc pour trouver la concentration on procède comme suit, en pensant bien à prendre le volume en litres :
Ainsi avec C = 1,06×10-1 mol.L-1 nous pouvons calculer le pH de la solution. Étant donné qu'elle contient une base forte le pH se calcule comme suit :
pHβ = 13.0
Solution γ :
Nous avons ici le mélange d'un acide fort et d'une base forte, ce qui veut dire que les molécules réagissent. Il faudra faire un tableau d'avancement pour trouver les détails de la réaction. Pour ça nous allons d'abord calculer les quantités de matière des deux espèces mises dans le mélange en moles :
nα = Cα × Vα = 3,30×10-1 × 1,00×10-2 = 3,30×10-3 moles
nβ = Cβ × Vβ = 1,06×10-1 × 3,50×10-2 = 3,70×10-3 moles
HBr est un acide fort qui en réagissant va donner un ion indifférent ou spectateur incapable d'influencer la valeur finale du pH. C'est donc inutile de se préocuper de cet ion par souci de temps, d'où le remplissage immédiat de sa colonne par des croix.
(CH3)3CONa est une base forte qui en réagissant va donner un ion indifférent ou spectateur incapable d'influencer la valeur finale du pH. C'est donc inutile de se préocuper de cet ion par souci de temps, d'où le remplissage immédiat de sa colonne par des croix.
| tx | HBr | + | (CH3)3CONa | → | X | + | X | |||
| x = 0 | 3,30×10-3 | 3,70×10-3 | X | X | ||||||
| x | 3,30×10-3 - x | 3,70×10-3 - x | X | X | ||||||
| x = 3,30×10-3 | 0,00 | 4,00×10-4 | X | X | ||||||
Nous avons alors une base forte, ce qui veut dire que nous allons calculer le pH comme si (CH3)3CONa était seul dans la solution.
Nous allons tout d'abord calculer les nouvelles concentrations des espèces dans le mélange :
Ainsi nous pouvons calculer le pH de la solution. Étant donné qu'elle ne contient qu'une base forte le pH se calcule comme suit :
