PH formule

[Etoile]

Bonjour, je ne comprends pas comment procéder dans ce qcm et encore moins la justification.

 

Enoncé: 

Paul, un jeune maraîchois dispose de 100 mL d'acide carbonique (H CO) et 50 mL de bicarbonate (HCO). Il décide, accompagné d'Arthis un imminent chercheur, de préparer in vitro un mélange des 2 réactifs titrant respectivement à 0,5 mol/L et 1 mol/L. Ils rajoutent ensuite du NaOH progressivement jusqu'à atteindre la valeur moyenne du pH sanguin. Malheureusement, nos deux chercheurs sont étourdis et ont perdu la feuille de calcul théorique. Données : Ka (= 10) ; Log (20) = 1,3 

 

 

Item:

En négligeant les variations de volume, il faut rajouter 15 moles de NaOH afin d'avoir un pH équivalent à la moyenne du pH sanguin.

 

 

Correction:

Il suffit de vérifier en prenant la valeur donnée dans l’énoncé. Etant donné qu’on rajoute une base, celle-ci va convertir les moles d’acides présentes en base conjugué donc : PH = Pka + log [(nA- + nNaOH) / (nAH – nNaOH)] = 6,1 + log [(0,05 + 15) / (0,100 – 15)] On se retrouve avec un log négatif, ça signifie qu’on a plus d’acide en présence. On doit alors se servir de la formule d’une base faible (PH = 7 + 1/2(Pka + logC) ; formule hors programme du PASS. Ce qu’il faut retenir, c’est qu’à la fin on se retrouve avec une base uniquement en présence et que le PH ne peut donc pas être égal au PH sanguin (7,4).

 

Je ne comprends pas ce qui est en rouge.

Pourriez vous m’expliquer ?!

Mercii

[PASStongouter]

Je crois que c'est parceque en gros le NaOH il va faire des OH- qui neutalise H+ donc il constitue comme une  ''base" donc en ajout sa quantité avec la base ,ici A,et comme il ''neutralise'' l'acide on la soustrait de AH

Edited September 30 by PASStongouter

[lysopaïne]

Coucou @Etoile

 

On rajoute au mélange acide carbonique/ bicarbonates une base : NaOH.  On a donc une réaction acide base entre l'acide du couple H2CO3/ HCO3- et la base du couple H2O/ OH-. L'acide carbonique réagit avec les ions OH- (dissociation NaOH en NA+ et OH-) selon l'équation:

 

H₂CO₃ + OH^- → HCO₃^- + H₂O

 

Donc pour calculer le pH à la fin de la réaction , tu vas utiliser la formule pH = pKa + log [A-]/[AH] et comme on néglige les variations de volumes , on peut simplifier les volumes, on a

 pH = pKa + log [nf(A-)/ nf(AH)]

 

A la fin de la réaction , la quantité de base sera donc nf(A-)= nf (HCO3-) = ni(HCO3-) + n(NaOH) = ni(A-) + n(NaOH) . On n'a pas d'infos dans l'énoncé donc on suppose que c'est une réaction totale et que toute la soude réagit donc pour une mole de OH- qui réagit, tu as une mole de HCO3- formée. 

 

Et pour la quantité d'acide n(AH) finale, comme les coeff stoechiométriques sont de 1 devant les deux réactifs, une mole d'acide carbonique réagit avec une mole de OH-. Donc nf(AH) = nf(H2CO3) = ni (H2CO3) - n(NaOH) = n(AH) - n(NaOH) pour reprendre les notations de l'énoncé. Donc à la fin de la réaction, il restera la quantité initiale de H2CO3 moins la quantité qui a réagi avec les ions hydroxyde.  

 

Or on met 15 moles de soude donc on a beaucoup plus de soude que d'acide carbonique (0,05 mol au début). Donc l'acide carbonique est le réactif limitant et la réaction s'arrêtera avant que toute la soude ait été consommée c'est pour ça que l'item est faux. 

 

Est-ce que c'est plus clair pour toi? 

[jean.r]

Bonjour,

Concernant aussi un QCM sur le pH, je ne comprends pas la formule utilisé dans la correction de ce QCM. 

 

 

Enoncé:

 

QCM 10 - Soit une solution d'acide sulfureux (H2SO3), de volume V = 500 mL et de concentration [H2SO3] = 1 mM. Données : pKa (H2SO3/HSO3−) = 1,81 ; pKa (HSO3−/SO32−) = 6,99 :

 

Item:

 

B. Le pH de la solution est de 3.

 

 

Correction:

 

On a un diacide faible avec pKa2>pKa1+2, ce qui revient à une solution d'acide faible de pKa=1,81. Donc pH=1/2pKa−1/2log(C), donc pH=2,405.

 

 

 

Je comprends pas trop comment raisonner pour répondre à ce genre de QCM. 

Pourriez vous m'expliquer.

Merci bcp

[lysopaïne]

Hello @jean.r

 

La formule utilisée dans la correction est la formule que l'on utilise dans le cas de la neutralisation d'un monoacide faible par une base forte. J'ai vérifié sur moodle et vous ne l'avez pas vu en cours cette année donc pas d'inquiétude!

 

Pour ce qui est du QCM, il n'est pas question d'ajout d'une base, il ne manque pas un morceau d'énoncé? 

[jean.r]

D'accord mercii.

 

 

 

Voila le QCM en entier, je sais pas si il manque une info ou pas. 

Bonne soirée.

[lysopaïne]

Ok, en fait l'acide sulfureux est un diacide faible! 

 

 

Comme le pKa1 +2 < pKa2 , on ne prend en compte que le pKa 1 : la dissolution de l'acide sulfureux sera plus importante que celle de HSO3- car c'est un acide plus fort que le HSO3- (même si ca reste un acide faible). Et donc là on peut utiliser la fameuse formule pH=1/2pKa−1/2log(C) 

 

 

(formule trouvée sur internet, elle sert donc à calculer le ph d'un acide faible)

 

Doù ph= 1/2* 1,81 - 1/2* log (0,001) = 2,405 

 

Voilà le pourquoi du comment mais elle ne vous a pas donné cette formule donc là on sort du cadre du cours! 

 

[Cerimay]

salut @jean.r
tu pourrais me donner la référence de ton QCM ?

[jean.r]

@lysopaïne 

D'accord merci bcp j'ai compris :)

 

@Cerimay 

C'est un QCM du Poly de l'avent : QCMs supplémentaires 2020-2021

[Etoile]

c’est plus clair, merci beaucoup !

[Alicia111]

Salut j’ai également une question sur le pH. Je ne comprend pas pourquoi dans la plupart des qcm pour le calcul du pH on se sert de la quantité de matière et pas des concentrations comme la formule indiquée dans le cours. Surtout que dans les qcm la concentration est directement donnée. Par exemple le qcm ci-joint

Merci d’avance! 
Adobe Scan 4 oct. 2024.pdfAdobe Scan 4 oct. 2024.pdf

[Morpheus531]

Le 30/09/2024 à 16:57, lysopaïne a dit :

A la fin de la réaction , la quantité de base sera donc nf(A-)= nf (HCO3-) = ni(HCO3-) + n(NaOH) = ni(A-) + n(NaOH) .

Coucou ! 

 

Je me demandais juste stp comment tu as fait pour savoir ça ?

 

Merci beaucoup 

[egy]

il y a 51 minutes, Morpheus531 a dit :

Je me demandais juste stp comment tu as fait pour savoir ça ?

 

En fait au début de ta réaction, ta concentration en base correspond à ta concentration initiale en HCO3- ( c'est la seule base qu'il y a). 

Puis on va rajouter de la soude, NaOH. Ici, on se trouve dans le cas d'un réaction totale, donc toute la soude va réagir. Ça veut dire que pour une mole de OH- consommée ( provenant de la réaction de la soude), il y aura formation d'une mole de HCO3-. 

En sachant ça, on peut écrire l'équation : nf(A-) soit la quantité finale en base = n(HCO3-) (toute la soude est consommée, c'est la seule base qui reste à la fin, mais sa concentration a changé avec l'ajout de la soude et la formation de HCO3- liée à la consommation de OH- ) 

donc n final(HCO3-) = n initial (HCO3-) + n (NaOH) -> car une mole de OH- (provenant de NaOH) va permettre la formation d'une mole de HCO3- 

On pourrait écrire n final (HCO3-) = n initial (HCO3-) + n formé au cours de la réaction ( HCO3-) 

 

J'espère que c'est un peu plus clair pour toi, bon courage !