Correction TD de Chimie des solutions Séances 17 et 18 /03 /2020 Pr S. BAKKALI
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TD chimie des solutions les séances de TD de 17 et 18 mars 2020 Suite de la correction de l’exercice 1
S1 + S2 est un mélange de solution d’acide faible S1 et d’acide fort S2. Pour calculer le pH de ce mélange on va suivre les étapes suivantes :
1 - Calculer les concentrations des deux acides C’1 et C’2 dans le mélange : C’1= .
( ) = 0.667 et C’2= . .
( ) = 3.33 ∗ 10 2 – Comparer C’1 etC’2 :
Les deux concentrations sont différentes donc on doit tenir compte de la dissociation de l’acide faible. Dans la séance précédente nous avons vu que
[H3O+]= [A-1]+ [A-2]
Dans notre cas [H3O+]= [F-]+ [Cl-] ( car les acides son HF et HCl)
Avec [Cl-]= C’2 et [F-]= [ . ] donc [H3O+]= C’2 + [ . ] d’où [H3O+]2 - C’2[H3O+]- . =0
[H3O+] =
pH= -log . ( . ) . . =1.65.
S2 + S3 est un mélange de solution d’acide fort S2 et d’acide faible S3.
C’2= (. ∗). = 2 ∗ 10 et C’3= (. ). = 8 ∗ 10
Les deux concentrations sont voisines donc le pH et celui de l’acide fort donc : pH =-log (C’2)= 2.7
S1 + S3 est un mélange de deux solutions d’acide faibles HF et NH4+. Comparons pKa1 et pKa3
pKa3 - pKa1 = 9.2 - 3.2 = 6 > 4
Cela veut dire que HF est beaucoup plus fort que NH4+. Le pH est celui de HF ayant la concentration C’2 = ( ∗ .)∗ = 3.33 ∗ 10
Vérifions = .
. ∗ = 1.89 ∗ 10 < 10
Donc le pH = ( − ) = (3.2 − log(3.33 10 )) = 1.84 S1 + S4 est un mélange de deux solutions d’acide faibles de concentrations C’1= ∗ .
( )∗ = 5 10 et C’4= . ∗ .
( )∗ = 5 10
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2 Comparons pKa1 et pKa4
pKa4 - pKa1 = 4.75 - 3.2 = 1.55 < 4 Donc [H3O+]= [F-]+ [CH3COO-] avec [F-]= [ . ] et [CH3COO -]= [ . ]
[H3O+]= [ . ] + [ . ] ⟹[H3O+]2 = . + .
⟹pH = − ( . + . )
⟹pH = − log (0.5 10 . + 10 . 5 10 )
⟹pH = 1.75
S1 + S5 est un mélange de solutions d’acide faible et base forte On calcul la quantité de matière de HF et NaOH :
n(HF)= C.V = 1×20×10-3=2.10-2 mol n(NaOH)=0.01×10×10-3 =10-4 mol< n(HF)
HF + OH- F- + H2O
2.10-2 10-4 0 -
2.10-2 - 10-4 10-4 - 10-4 10-4 -
Il s’agit d’un mélange d’acide faible et de sa base conjuguée. C’est une solution tampon. Calculons les concentrations de [HF] et [F-] dans le mélange.
[HF]= (. ). = 0.663 [F-]= ( ). = 3.33 10
Le pH est alors = + log([[ ]])
= 3.2 + log .
.
= 0.9
S2 + S5 est un mélange de solutions d’acide fort et de base forte Calculons le nombre de mole de OH- et H3O+
n(OH-)=0.01x10x10-3= 10-4mol n(H3O+)=0.01x10x10-3= 10-4mol
on constate que n(OH-)= n(H3O+) donc [OH-]= [H3O+]= 10-7M d’où le pH =7
S3 + S6 est un mélange de solutions d’acide faible et de sa base conjuguée. Il s’agit d’une solution tampon dont le pH est
= + log([[ ]]) Avec [ ] =
( ) = 3.33 10 et [NH ] = ( ) = 6.66 10
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3 = 9.2 + log( .
. )
pH=6.9
S5 + S6 est un mélange de solutions de base forte et base faible c’est la base forte qui prédomine
[OH-] = ( ) = 3.33 10
pH =14 +log([OH-])⟹pH=14 +log(3.33 10 )
⟹pH = 11.52
S6 + S7 est un mélange de solutions deux bases faibles. On calcul la différence entre les pKb comme le cas des acides faible
pKb7 – pKb6 = 10.25 - 4.8>5 NH3 va imposer le pH
[NH3] = = ( ) = 5 10
= 10 .
5 10 = 3.16 10 > 10
Donc le pH =14+log √ = 9.91
S1 + S2+S5 La solution est un mélange d’acide fort, de base forte et d’acide faible Base fort : n(OH-)=0.01x10x10-3= 10-4mol
Ces deux entités vont se neutraliser Acide fort : n(H3O+)=0.01x10x10-3= 10-4mol
La solution ne va contenir que l’acide faible HF de concentration C’1= ( . ) = 0.5
= 10 .
0.5 = 1.26 10 < 10
pH = ( − ) = 1.75
S2 +S6 Mélange acide fort base faible
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4
+ H3O+ + H2O
10-3×20×10-3=2×10-5 mol
10-4 0 -
2×10-5 - 2×10-5=0 10-4 - 2×10-5= 8×10-5mol
2×10-5 -
Le pH est celui de l’acide fort HCl pH = - log( ) = 2.57
S2 +S7 Mélange acide fort base faible
HCOO- + H3O+ HCOOH + H2O 10-2×20×10-3=2×10-4
mol
10-4 0 -
2×10-4 - 10-4=10-4 10-4 - 10-4 =0 10-4 -
Le pH est
= + log([[ ]]) ⟹ pH =3.75 +log
⟹ pH =3.75
