Acides-bases

Calculez le pH d'une solution α de 40 mL dans laquelle on dissout 6,53×10^-1 grammes de NH₂OH.
Données : pKa (NH₃OH⁺/NH₂OH) = 5,95, et M_NH2OH = 34 g.mol^-1.

Calculez le pH d'une solution β de 15 mL dans laquelle on dissout 4,30×10^-3 moles de NH₃OH⁺.
Données : pKa (NH₃OH⁺/NH₂OH) = 5,95.

Calculez le pH de la solution γ résultant du mélange des solutions α et β.

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Correction :

Solution α :

NH₂OH a un pKa compris entre 0 et 14 exclus et est capable de capter un proton grâce à un doublet non liant sur l'azote, c'est donc une base faible. Nous allons commencer par calculer la concentration de l'espèce considérée dans la solution. La quantité de NH₂OH 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 = 4,80×10^-1 mol.L^-1 nous pouvons calculer le pH de la solution. Étant donné qu'elle contient une base faible le pH se calcule comme suit :

pH_α = 9.8

Solution β :

NH₃OH⁺ a un pKa compris entre 0 et 14 exclus et est l'acide du couple NH₃OH⁺/NH₂OH étant donné que ça en est le premier terme, c'est donc un acide faible. Nous allons commencer par calculer la concentration de l'espèce considérée dans la solution. La quantité de NH₃OH⁺ 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 = 2,87×10^-1 mol.L^-1 nous pouvons calculer le pH de la solution. Étant donné qu'elle contient un acide faible le pH se calcule comme suit :

pH_β = 3.2

Solution γ :

Nous avons ici le mélange d'un acide faible et de sa base faible conjuguée, ce qui veut dire que nous sommes face à une solution tampon.

Nous allons tout d'abord calculer les nouvelles concentrations des espèces dans le mélange :

Avec ces valeurs nous pouvons enfin calculer le pH de la solution, qu'on trouve avec la formule utilisée pour les solutions tampon :

pH_γ = 6.6