SOS physique-chimie

Bonjour,

Désolée de vous déranger encore... J'ai de nouveau un problème avec mon TP de Chimie dont je vous parlais dans un autre sujet de même nom.

En mesurant le pH d'une solution diluée d'acide chlorydrique, on trouve pH = 3.6 <=> [H30+] = 2.51*10^-4 mol/L
Or l'avancement final réel de la réaction entre HCl et H20 est : xf = [H30+]*V = (2.51*10^-4)*0.1 = 2.51*10^-5 mol
(V= 0.1 L)

De plus :
La concentration de la solution en HCl est C=1.0*10^-4 mol/L
D'où : xmax = n(HCl)initial = C(HCl)initiale * V = (1.0*10^-4)*0.1 = 1*10^-5

Mais ensuite quand je calcule Tau = xf/xmax, cela donne :
tau = (2.51*10^-5)/(1*10^-5) = 2.51

Mais tau est forcément inférieur ou égal à 1, il n'est donc pas possible que tau=2.51 ?

Je ne comprend pas où est mon erreur. Si vous pouviez m'éclairer...
Merci beaucoup!

Bonne journée,
Cordialement.

Bonjour.
Décidément ce comte rendu vous fait réfléchir et c'est bien là l'essentiel.
Je suis surpris, comme vous avez du le voir en première la réaction entre HCl (gaz) et l'eau est totale (ce qui n'est pas le cas avec l'acide éthanoïque et l'eau).
Ce qui signifie que HCl est le réactif limitant et donc nf(HCl) = 0 mol ; soit pour xf/V = C (concentration en soluté apporté de l'acide chlorhydrique)
D'après l'équation associée à cette transformation on a donc aussi [H3O+] = C.
Ce qui donne évidemment tau = 1.
Avec une concentration en acide chlorhydrique de 1,0*10^-4 mol/L, on doit mesurer un pH = 4.
Si vous avez bien mesurer un pH = 3,6 c'est qu'il y a un problème de mesure (peut être d'étalonnage du pH-mètre).
Cependant, il me semble que, en utilisant la calculatrice, vous avez fait un erreur de saisie.
En effet si le pH = 3,6 ; comme pH = - lot[H3O+] soit comme on veut la concertation en oxonium : [H3O+] = 10^-pH.
Ce qui donne après calcul : [H3O+] = 2,5*10^-4 mol/L.
Ce qui vous donnerai un taux inférieur à 1.
Mais je le ré-écrit, dans le cas de l'acide chlorhydrique le taux est égal à 1 car la réaction n'est pas limitée elle est totale.

Ce qui signifie que HCl est le réactif limitant et donc nf(HCl) = 0 mol ; soit pour xf/V = C (concentration en soluté apporté de l'acide chlorhydrique)
D'après l'équation associée à cette transformation on a donc aussi [H3O+] = C.

On a donc bien xf = [H30+]*V = (2.51*10^-4)*0.1 = 2.51*10^-5 mol non ?

Avec une concentration en acide chlorhydrique de 1,0*10^-4 mol/L, on doit mesurer un pH = 4.
Si vous avez bien mesurer un pH = 3,6 c'est qu'il y a un problème de mesure (peut être d'étalonnage du pH-mètre).

C'est possible qu'il y ait une erreur de manip oui.

Cependant, il me semble que, en utilisant la calculatrice, vous avez fait un erreur de saisie.
En effet si le pH = 3,6 ; comme pH = - lot[H3O+] soit comme on veut la concertation en oxonium : [H3O+] = 10^-pH.
Ce qui donne après calcul : [H3O+] = 2,5*10^-4 mol/L.

C'est en effet ce que j'ai trouvé : [H30+] = 10^-3.6 = 2.51*10^-4 mol/L

Ce qui vous donnerai un taux inférieur à 1.

Ce qui donne évidemment tau = 1.

Mais pourtant tau=xf/xmax = (2.51*10^-5) / 1*10^.5 = 2.51 qui n'est ni égal à 1 ni inférieur.
Je suis désolée si c'est évident, mais je ne vois vraiment pas...

Re.
Vous avez écrit que

La concentration de la solution en HCl est C=1.0*10^-4 mol/L

Donc comme la réaction est totale la concentration en oxonium est elle aussi égale à [H3O+] = 1,0*10^-4 mol/L. et xf = 1,0*10^-5 mol.
Et donc tau = 1.
Ce qui m'amène à vous demander d'où vient cette valeur 2.51*10^-4 mol/L pour [H3O+] ?

Elle vient du fait que

pH = 3.6 <=> [H30+] = 10^-3.6 = 2.51*10^-4 mol/L

En fait je dois montrer que la réaction est totale à partie de tau, donc je ne peux pas partir du principe que la réaction est totale..

Re.
Donc on en revient à une probable erreur de mesure due probablement à un mauvais étalonnage de l'appareil.
Si le pH est inférieur à 4, ce qui donne [H3O+]mesurée > [H3O+]introduite.

D'accord, donc tout vient de cette erreur de mesure...

Merci beaucoup pour vos explications!

Bonne journée et bon weekend!

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