Réaction acido-basique et conductivité.

[extasy- S SVT]

Bonjour à tous ! J'ai besoin d'aide pour une exercice de chimie !

On dispose de deux solutions ioniques A et B dont les caractéristiques sont les suivantes :
- La solution A est une solution de chlorure d'ammonium (NH4+ (aq) + Cl- (aq) ) de concentration en soluté CA= 5,00.10-2 mol.L-1.
- La solution B est une solution d'hydroxyde de sodium ( Na+(aq) + OH-(aq)) de concentration en soluté CB = 2,00.10-1 mol.L-1.
On mélange dans un bécher un volume VA= 100mL de solution A avec VB= 20,0 mL de solution B.

1. Faire l'inventaire des espèces chimiques ioniques présentes dans le bécher dans l'état initial et calculer leurs quantités de matière.
2. Quel type de réaction a lieu lors du mélange de deux solutions? Après avoir écrit les couples mis en jeu ainsi que les demi équations associées, donner l'équation de la réaction se produisant dans le bécher.
3. Dresser un tableau d'avancement de la réaction. En déduire le réactif limitant ainsi que l'avancement maximal.
4. Calculer les concentrations molaires des ions NH4+ (aq) , HO-(aq) , Cl- (aq) , Na+(aq) dans l'état final.
5. En déduire la conductivité de la solution dans l'état final.

Mes réponses :
1. Espèces présentes : NH4+ ,Cl-, HO-, Na+
n(NH4+)=n(Cl-)=0.005 mol
n(Na+)= n(HO-) = 0.004 mol
2. C'est une réaction acido-basique. Couple : NH4+/NH3 et H2O/HO-.
NH4+=NH3 + H+ et H2O=HO- + H+
Équation de réaction : NH4+ (aq)+HO-(aq) --> NH3(aq)+H2O(l)
3. Réactif limitant HO- et l'avancement maximal est de 4.10-3 mol.
4. C(NH4+)=0.008 mol/L et C(NH3)=C(H2O)=0.03 mol/L.
5. Pour la conductivité j'ai 2.18.10-4 S/m.

Pour les questions 4 et 5 ça me parait bizarre ce que j'ai trouvé , voilà merci d'avance :)

[Sos(25)]

Bonsoir !

Tout d'abord, merci de vous identifier par votre prénom, c'est inscrit dans la charte du forum !


Les trois premières questions sont correctes, à part les chiffres significatifs (il en manque...) ! La quatrième question est juste pour NH4+ (sauf les chiffres significatifs) mais attention pour l'eau : elle est le solvant, on ne peut pas lui attribuer une concentration. De plus, vous oubliez les concentrations de HO-, Na+ et Cl- demandées !
Pour la cinquième question, je ne peux pas vous répondre car il faudrait que vous me donniez les conductivités molaires ioniques de chaque ion (les "lambda"). N'oubliez pas de tenir compte des Na+ et Cl- !


N'hésitez pas à demander d'autres précisions.

[Carole - S SVT]

Merci d'avoir pris le temps de répondre!

Pour la questions 4 :
[NH4+]=0.00833 mol/L
[Cl-]= 0.042 mol/L
[Na+]= 0.03 mol/L
et pour [OH-] je ne sais pas ! Vu que dans l'état final il n'y en a plus .

Pour les "lambda" en S.m².mol-1 : NH4+ = 7,34.10-3 , HO- = 19,9.10-3 , Cl- = 7,63.10-3 , Na+ = 5,01.10-3

[Sos(25)]

OK pour la concentration de NH4+ !
Pour Cl- il faut écrire 0,0417 mol/L car le résultat doit avoir trois chiffres significatifs, pour Na+ c'est 0,0333 mol/L (trois chiffres significatifs également).
Pour HO-, on écrit 0 mol/L.

Pour la conductivité je ne trouve pas comme vous, avez-vous bien pris en compte tous les ions ?

[Carole - S SVT]

Non , je n'ai pas pris en compte les ions spectateurs .
En refaisant le calcul j'ai 6,11.10^5 S/m

[Sos(25)]

Le résultat que vous me proposez est celui que je trouve si je ne tiens pas compte des ions spectateurs justement, mais seulement des ions NH4+ (et avec une erreur d'unités) !!

Revoyez donc encore votre calcul !

[Carole - S SVT]

Je ne comprends pas , on doit prendre en compte les ions spectateurs ou pas ?
Moi pour mon calcul j'ai pris NH4+ et OH-.

[Sos(25)]

Les ions spectateurs sont les ions Na+ et Cl- (ils sont présents mais ne prennent pas part à la réaction) !! Les NH4+ et les HO- sont les réactifs !


Et dans un calcul de conductivité, il faut tenir compte de tous les ions, y compris des spectateurs, car ils y contribuent.


(au passage, c'est pour cela qu'on vous a fait calculer les concentrations en Na+ et Cl- à la question précédente)

[Carole - S SVT]

Ah d'accord , je viens de comprendre !
Donc pour la conductivité je trouve : 9.10^-4 S/m
Est-ce juste ?

[Sos(25)]

Ce n'est pas ce que je trouve, pourriez-vous détailler le calcul que vous faites s'il vous plaît ?

[Carole - S SVT]

Oui , bien sure.
(sigma)=[Nh4+]*(lambda)NH4+ + [OH-]*(lambda)OH- + [Cl-]*(lambda)Cl- + [Na+]*(lambda)Na+

[Sos(25)]

C'est bien cela. Vérifiez donc l'application numérique !

[Carole - S SVT]

Les conductivités molaires ioniques sont en S.m².mol-1 est-ce que cela change quelque chose ?

[Sos(25)]

Non, mais en quelle unité prenez-vous les concentrations ?

[Carole - S SVT]

En mol/L .