Acides-bases

Calculez le pH d'une solution α de 90 mL dans laquelle on dissout 3,66×10^-2 moles de NH₂OH.
Données : pKa (NH₃OH⁺/NH₂OH) = 5,95.

Calculez le pH d'une solution β de 20 mL dans laquelle on dissout 6,30×10^-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 moles, donc pour trouver la concentration on procède comme suit, en pensant bien à prendre le volume en litres :

Ainsi avec C = 4,07×10^-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 capable de céder un proton, 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 = 3,15×10^-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 = 6.7