DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

[William TaleS]

Bonsoir,
J'ai mis en pièce-jointe le sujet de l'exercice 1 de mon DM de vacances en physique chimie.
Je suis bloqué à la question 3.a.
J'ai d'abord pensé à :
\(Na^+_{(aq)}+HO^-_{(aq)}+H_3O^+_{(aq)}+NO_3^-_{(aq)}\rightarrow 2H_2O_{(l)}+Na^+_{(aq)}+NO_3^-_{(aq)}\)
mais cette équation ne me paraît pas cohérente...
Je vous remercie par avance pour l'aide que vous pourrez m'apporter.
Cordialement

[SoS(31)]

Bonsoir William,
Votre équation est tout à fait cohérente.
Cordialement

[William TaleS]

Bonjour,
Je vous remercie pour votre réponse.
En revanche c'est maintenant la question 3.c qui me bloque.
Si la soude est un acide fort et que l'acide nitrique est un acide fort, alors la réaction qui se produit lors de leur mélange est une réaction quasi-totale. Donc, en principe les quantités de matière des réactifs à l'état finales sont nulles...
Comment alors peut-on calculer le pH de la solution ?
Cordialement

[SoS(36)]

Bonjour William,

Je prends la suite de mon collègue.

D'abord, la soude est une base forte et la réaction entre la soude (base forte) et l'acide nitrique (acide fort) et bien réaction quasi-totale.
Pour la question 3 : il faut, dans un premier temps, calculer les quantités de matière apportées par la soude et l'acide nitrique (vous avez les volumes et les concentrations) puis dresser un tableau d'avancement.

A vous...

[William TaleS]

Bonjour,
Merci pour votre réponse.
Voici en pièce-jointe les calculs des quantités de matière initiale et le tableau d'avancement.
Si j'ai bien compris, les quantités de matière de Na+ et de NO3- sont nulles, dans les réactifs car elles sont nulles dans les produits ? Donc, ni(soude)=ni(HO-) et ni(acide nitrique)=ni(H3O+) ?
Aussi, je n'arrive pas à calculer xf dans mon tableau d'avancement.
Je vous remercie par avance de l'aide que vous pourrez m'apporter.

[SoS(36)]

Très bien pour le calcul des quantités de matière apportées.
Attention, l'eau est le solvant, elle est donc en excès.
D'après ces valeurs, les ions H₃O⁺ sont donc en excès.

Calculer la quantité de matière restante en ions H₃O⁺, donc à l'état final, puis en déduire la concentration et finalement le pH. Attention : le volume final du mélange est vf = VA + vB.

A vous...

[William TaleS]

Bonsoir,
Je vous prie de m'excuser pour ma réponse tardive.
Je n'ai pas compris comment calculer \($n_f(H_3O^+)$\). Il me faut la valeur de \($x_f$\) ?

[SoS(36)]

La soude (donc les ions HO⁻) étant le réactif limitant, donc à l'état final ni(HO⁻)-xf = 0. On peut donc déduire xf et compléter la dernière ligne du tableau d'avancement.
Est-ce que c'est plus clair ?
J'attends vos résultats.

A vous...

[William TaleS]

Merci pour votre aide. C'est beaucoup plus clair !
Comment sait-on que HO- est le réactif limitant ?

Concernant mes résultats :
\(x_f=4,0\times10^{-5} mol\)
\(n_f(H_3O^+)=1,0\times10^{-5} mol\)
\([H_3O^+]_f\approx 1,1\times10^{-4} mol.L^{-1}\)
\(pH\approx4,0\)

Merci encore !

[SoS(36)]

C'est très bien.

Concernant le réactif limitant c'est celui qui sera totalement consommé :
ni(H3O+)=5,0×10−5mol > ni(HO-) = 4,0×10−5mol

N'hésitez pas à revenir vers nous avec d'autres questions

[William TaleS]

Je vous remercie pour votre aide précieuse sur ce premier exercice !

Pour la question 3.e j'ai trouvé
\([HO^-]_f\approx9,1\times10^{-11}mol.L^{-1}\) en partant de Ke et de la concentration en ions oxonium
\([NO_3^-]_f\approx4,4\times10^{-4}mol.L^{-1}\)

[SoS(36)]

C'est très bien pour les valeurs des concentrations.

Avez-vous d'autres questions ?

[William TaleS]

Pour cet exercice, je n'ai plus de questions.
Il me reste encore 4 exercices mais je ne vais pas poser d'autres questions ce soir.
Merci beaucoup !

[SoS(36)]

Bonne soirée et à une prochaine fois sur le forum.

[SoS(36)]

Bonne soirée et à une prochaine fois sur le forum.