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Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon


Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar Blay » 11 Oct 2011, 16:01

Bonjour, :D

J'aimerai avoir quelques précisions à propos du calcul dans l'exemple 2 p.137 (chapitre 5 donc) en rapport avec l'efficacité d’une solution tampon.
Alors, je retranscrit l'énoncé ici pour ceux qui n'aurait pas le livre sous la main : Calculer la variation de ph ainsi que le pouvoir tampon lors de l'ajout, sans variation de volume, de 10^-2 mol de soude dans 1 litre d'une solution contenant un mélange d'ion HCO3- et d'ion CO32- à la même concentration (C=10^-1 mol/L)
Données : Ke=^-14 et pKa (HCO3-/CO32-)=10.3

Initialement (soit avant l'ajout de la soude) on a donc une solution contenant un mélange équimolaire, soit pH=[HCO3-]=[CO32-]=pKa=10.3. Donc ça ok normalement.
Par contre, c'est à partir de là que ça se complique et que je ne comprends pas très bien la correction.
Après l’ajout de soude, un tableau d’avancement est dressé (censé tout nous éclairer) pour « suivre » l’évolution des concentrations au cours de la réaction. Il est donc écrit que [HCO3-]éq=9x10^-2 et [CO32-]éq=1.1x10^-1 . Ainsi on peut calculer le pH qui serait égal à pKa+log[(1.1*10^-1)/(9x10^-2)] soit 10.4 . Cela nous permet alors de calculer le delta pH par la suite.
Le problème, c’est que je ne sais vraiment pas comment trouver ses deux concentrations à l’équivalence, même si j’ai beau chercher. Après pour ce qui est d’appliquer cette formule pour le pH, pas de problème (on est bien dans un mélange acide faible avec sa base conjuguée).
Au risque de trouver ma question finalement très simple… Mais bon.
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Re: Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar WatiGG » 11 Oct 2011, 16:50

Salut !

Pour résoudre efficacement ce QCM, il faut en effet dresser un tableau d'avancement.
Dans ce cas précis, plusieurs conditions sont réunies pour pouvoir dès le départ prendre un tableau d'avancement en mettant en jeu uniquement des concentrations et facilitant les calculs (ajout d'un volume négligeable de soude, V = 1L). Mais si tu veux pas te tromper tu peux le faire en deux temps avec les quantités de matière.

Donc dans ce tableau, ce qu'il faut savoir c'est que la soude (base forte) va aller réagir en totalité avec l'acide faible HCO3- pour former du CO32- et de l'eau H2O (comme c'est le solvant, on note "en excès" et on l'oublie).

Par conséquent 10-2 moles de soude vont réagir avec 10-2 moles d'acide faible.
Du coup on se retrouvera à l'état final avec 9.10-2 moles d'acide faible et 11.10-2 moles de base faible. Toute la base forte a disparu ? Mais c'est génial ! On applique la formule Acide/Base conjugué et on trouve le pH.
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Re: Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar Blay » 11 Oct 2011, 17:09

Ah, voilà qui m'éclaire déjà un peu plus ! Merci beaucoup :D
Bon courage, pour la suite.
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Re: Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar jjulien » 11 Oct 2011, 19:54

je confirme ce quà dit WatiGG.

pour faire ce qcm, il suffit de faire un tableau périodique, là effectivement on se rend compte que la soude a complètement réagi et qu'il ne reste plus que le couple acide base conjugué, d'où l'application de la formule pH = pKa + log(Cb/Ca)
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Re: Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar Blay » 11 Oct 2011, 21:35

Juste, est-ce que vous pouvez me dire la formule que vous utilisez pour calculer la concentration en HCO3- et CO32- à l'équivalence. J'ai un doute là...
Merci pour la confirmation en tout cas Julien !
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Re: Chapitre 5 exemple calcul efficacité d'une solution tampon

Messagepar jjulien » 11 Oct 2011, 21:43

il faut appliquer les règles classiques du tableau d'équivalence:
ici vu que l'on travaille avec un volume de 1L, concentration et volume sont équivalents.
neqHCO3-= ni HCO3- - nOH- = 10^-1 - 10^-2 = 9.10^-2 mol
neqCO32- = ni CO32- + nOH- = 10^-1 + 10^-2 = 1.1.10^-1mol
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