QCM pH

[Alma]

Salut, 

quelqu’un pourrait-il m’éclairer sur ce QCM : 

QCM 5 : On dispose de 2 solutions aqueuses A et B. La solution A est une solution aqueuse
d’acide propanoïque ( 𝐶𝐻
𝐶𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻)
et la solution B est une solution aqueuse de soude
3
2
( ). Les 2 solutions ont une concentration de 0.001 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚𝑜𝑙. 𝐿−1 𝑙𝑜𝑔( 1
. On donne 4 ) =− 0. 6
et
𝑙𝑜𝑔(4) = 0. 6
.
On donne : 𝑝𝐾𝑎(𝐶𝐻
𝐶𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻/𝐶𝐻
𝐶𝐻
𝐶𝑂𝑂−
) = 5
3
2
3
2
A. Le pH de la solution A est 4.
B. Le pH de la solution B est 12.
C. Dans la solution A, on trouve 1000 fois plus de forme protonée que de forme déprotonée.
D. En mélangeant 10 ml de solution B et 50 ml de solution A, on obtient une solution dont le pH
est de 4.4.
E. En mélangeant 40 ml de solution B et 50 ml de solution A, on obtient une solution dont le pH est
de 6. ( QCM trouvé dans la fiche astuce sur le pH, désolé je n’ai pas pu l’insérer car le fichier est trop gros). 

Cependant, voilà ce que je ne comprends pas : quelque soit l’énoncé, je ne sais jamais si on cherche à calculer l’acide ou la base et par conséquent je n’arrive pas à déterminer si il est fort ou faible. Ce qui fait que je ne sais pas quelle formule est adaptée et laquelle il faut utiliser. 

Merci d’avance pour vos réponses, 

Bonne soirée ! 

[Maxillaire]

Salut ! Désolé pour la réponse tardive…

Je vais essayer t’expliquer ça  

Donc déjà un rapide rappel: 

Acide fort seul:

pH =-log C

Base forte seule	pH = 14 + log C
Acide faible seul	pH = ½ (pKa - log C)
Mélange acide faible + base forte	pH = pKa + log (nA-/ nHA)
Excès de base ou acide fort	pH = selon l’excès (log de H+ ou OH-)

donc déjà voici les formules qui sont liées aux situations 

Pour le mélange acide faible et base forte, faut comparer les quantités de chaque espèce  en faisant HA + OH- soit A- + H2O 

Et tu regardes ce qu’il te reste après, il te reste HA et A- d’où ton log 

mtn pour les acides forts, ils se dissocient totalement, libèrent tous leurs H+ 

Ils ont un pH très bas aussi (0-3) 

(formule typique, commence par H sans groupe carboné) 

acides faibles, se dissocient partiellement, libèrent peu de H+ 

ils ont un pKa donné (dans l’énoncé quoi) 

pour les bases fortes. 
se dissocient totalement, libèrent tous les OH- 

ils ont un pH très haut (11-14) 

(formule typique, métal + OH) 

 

petit tips, si tu vois un OH collé à un groupe 1 et 2 (Na, K, Ca, Ba…) c’est une base forte 

 

bases faibles 

Réagissent  partiellement avec l’eau pour capter un H+

ont un pKb ou souvent dérivées d’ammoniac (NH3)

 

tips, si tu vois un N sans OH, souvent une base faible 

 

je sais pas du tout si ça va t’aider sinon j’ai passé mon temps à expliquer quelque chose que tu savais 

si tu as d’autres c’est avec plaisir que j’y répondrai ! 

bon courage  

[Lolordose]

Salut @NAL ! Merci @Maxillaire pour ta réponse, je vais essayer de la compléter 

 

Effectivement, l’acide propanoïque contenu dans la solution A est un acide faible car son pKa est de 5 (le pKa d’un acide fort est proche de 0, voire négatif). C’est pourquoi pour répondre à l’item A, il faut utiliser cette formule : pH = 1/2 (pKa - logC) car il s’agit d’un acide faible seul en solution.

Donc pH = 1/2 x (5 - log(10^-3)) = 1/2 (5- (-3) = 4. Donc la A est vraie.

 

Pour répondre à l’item B, il faut savoir qu’un acide faible réagit toujours avec une base forte et inversement. Donc comme on a déterminé que l’acide propanoïque est un acide faible, on peut conclure que la soude est une base forte (de manière générale, c’est bien de savoir que la soude est une base forte car elle est très utilisée dans les QCM). Il faut donc utiliser la formule qui correspond à une base forte seule en solution pour calculer le pH de la solution B : pH = 14 + logC.

Donc pH = 14 + log(10^-3) = 14 - 3 = 11. Donc la B est fausse.

 

Pour l’item C, on cherche la valeur du rapport C_base/C_acide dans la solution A. Pour cela, on peut utiliser cette formule : 

pH = pKa + log(C_base/C_acide) => 4 - 5 = log(C_base/C_acide) => 10^-1 = C_base/C_acide

Il y a donc 10 fois plus d’acide (forme protonée) que de base (forme déprotonée) et pas 1000 ; donc l’item C est faux.

 

Pour les items D et E, c’est la même formule qu’il faut appliquer : pH = pKa + log(C_base/C_acide) car on est dans le cas d’un mélange d’acide faible et de base forte. Comme les concentrations de base et de l’acide sont égales (0,001 mol/L), on peut utiliser directement leur volume pour faire ce calcul :

pH = pKa + log(V_base/(V_acide - V_base)

Pour l’item D on a : pH = pKa + log(10/(50-10)) = 5 + log(1/4) = 5 - 0,6 = 4,4. Donc l’item est vrai.

Pour l’item E on a : pH = 5 + log(40/(50-40)) = 5 + log4 = 5 + 0,6 = 5,6. Donc l’item est faux. 

 

Si tu veux en savoir plus sur la formule utilisée pour les items D et E, je t’invite à aller lire ce post, dans lequel j’explique comment résoudre ce type de question grâce aux volumes : https://forum.tutoweb.org/topic/112785-ph/#findComment-587099

 

 

N’hésite pas si tu as d’autres questions !