SOS physique-chimie

Bonjour! J'ai essayé de comprendre un chapitre sans mon professeur,j'ai commencé à traiter des exercices et j'ai eu quelques difficultés .j'ai besoin d'aide afin de comprendre cet exercice. Voilà le sujet:
on dissout 11,2cm^3 de HCl pris dans les CNTP dans 500ml d'eau pure. Le pH de la solution S obtenue est égal à 3. On donne Vm=22,4 l/mol.
1- calculer les molarités des différentes espèces chimiques présentes dans la solution S. Montrer que la réaction entre HCl et l'eau est totale.
2- Quel volume de Hcl faut-il dissoudre dans la solution S pour que son pH devienne égal à 2? La solution de pH= 2 est noté S1
3- Avec quel volume d'eau faut-il diluer cette solution S1 pour que le pH soit égal à 4?
Pour la question 1, j'ai pu traiter. [H3O+]=[Cl-]=10^-3 ,[OH-]=10^-11 , HCl =0.
Mais les deux questions m'arrêtent.
Merci pour votre aide.

Bonsoir,

Pour le calcul des concentrations (en partant de la valeur du pH) c'est bien mais vous ne répondez pas à la question "Montrer que la réaction entre HCl et l'eau est totale".

On vous donne le volume de HCl dissous, il faut donc calculer la quantité de matière de HCl dissous et la comparer à celle des ions H3O+ à l'état final.

Vous pourrez faire la question 2 une fois que vous avez bien compris la question 1.

A vous...

Bonjour!pour la question 1, Selon moi,j'ai écris l'équation traduisant la conservation de la matière qui est: C=[Hcl]+[Cl-]
[Hcl]=[Cl-]-C
[Hcl]=(10^-3)-(10^-3)
donc [Hcl]=0 mol.
Et d'après ce que j'ai compris de ce que vous avez dit, n(Hcl)=Vg/Vm
n(Hcl)=(5.10^-4)mol et n(H3O+)final=C'V' (concentration finale x le volume final) ou n(H3O+) final =n1+n2 avec n2=m/M.

Bonjour,

Qu'entendez-vous par [Hcl] ?
La concentration de la solution (ou concentration en soluté apporté) est C = n(HCl)dissous / Vsol.
Une fois que vous avez n(Hcl)=Vg/Vm, il faut le comparer à n(H3O+) final =[N3O°].Vsol avec Vsol = 500 mL.

A vous...

[N30¤] C'est la concentration de H3o+?

n(Hcl)=(5.10^-3)mol et n(H3O+)=(5.10^-3)mol

C'est H30+ et non N3O+ (faute de frappe de ma part).

Vous trouvez que n(HCl)=(5.10^-3)mol et n(H3O+)=(5.10^-3)mol, donc n(HCl)= n(H3O+).

Que peut-on déduire de ce résultat ?

Vous pourrez faire un tableau d'avancement.

A vous...

On conclut que la quantité de matière initiale de Hcl = la quantité de matière en H3o+ finale

Comme n(HCl)apportée = n(H3O+)finale, alors n(HCl)finale =0 (le soluté HCl est donc totalement consommé) : on peut donc conclure que la réaction est quasi-totale.
Est-ce que c'est plus clair ?

J'aimerais apporter une précision sur les quantités de matière :
On a : n(HCl)=v(HCl)/Vm, soit numériquement : n(HCl)=11,2.10⁻³/22,4 = 5,00.10⁻⁴ mol (et non 5,0.10⁻³mol)
De même : nf(H₃O⁺)=1,0.10⁻³×0,500=5,0.10⁻⁴ mol.

Revenons à la 2e question
On veut maintenant une solution à pH = 2, soit [H₃O⁺]=10⁻² mol/L et donc n(H₃O⁺)=1,0.10⁻²×0,500=5,0.10⁻³mol.

Quel volume de HCl faut-il dissoudre dans la solution S pour que son pH devienne égal à 2 ?
A vous...

Ok! [H3O+]=10^-2
=> n(H3O+)finale=(5.10^-3)mol
n1=5.10^-3
n(HCl)=m/M
n(H3O+) finale =n1+n2
n(H3O+)finale=n1+(m/M)

Connaissant n(H3o+) finale et n1 je tire m

Il faut reprendre les calculs.
On vous demande le volume de HCl et non la masse.
Pour le volume d'un gaz : ng = vgaz/Vm
On veut obtenir nf(H₃O⁺) = 5,0.10⁻³ mol (pour avoir une solution de pH = 2) et on part d'une solution où n(H₃O⁺) = 5,0.10⁻⁴ mol.
Quelle quantité d'ions H₃O⁺ faut-il ajouter ?

A vous...

D'accord je reprends.
n(H3O+)f=5.10^-3 mol
n1=n(H3O+)initiale= 5.10^-4 mol
n2=n(HCl)=(Vg/Vm)
n(H3O+)f=n1+n2
(5.10^-3)=(5.10^-4)+(Vg/Vm)
=> Vg=((5.10^-3)-(5.10^-4))Vm

Le raisonnement est bon.
Alors cela donne quel volume de gaz ?

Ok le Vg=(4,5.10^-3) x 22,4
=> Vg=1.10^-1 l

Très bien, c'est bien cela.

Passons à la question 3.
Avec quel volume d'eau faut-il diluer cette solution S1 pour que le pH soit égal à 4 ?

On a un volume V = 500 mL de S1 de pH = 2, donc n(H₃O⁺) = 5,0.10⁻³ mol.
On veut obtenir une solution de pH = 4, soit une concentration en ions H₃O⁺ , [H₃O⁺]=1,0.10⁻⁴ mol/L
On rappelle, qu'au cours d'une dilution il y a conservation de la quantité de matière.
A vous de déterminer le volume final de la solution et par suite le volume d'eau à ajouter ...

Ok! [H3O+]f=10^-4
*avant le mélange,
n(H3O+)=CV=n
*après le mélange
n'=C'V' avec V'=V+Ve
=> n=n'
CV=C'(V+Ve)
Ve=(CV/C')-V
Ve=5.10^-1 l