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

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

Messagepar William TaleS le Dim 20 Oct 2019 21:16

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
Fichiers joints
DM1-Exercice1.jpg
Sujet de l'exercice 1
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(31) le Dim 20 Oct 2019 23:05

Bonsoir William,
Votre équation est tout à fait cohérente.
Cordialement
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 12:35

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
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 12:49

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...
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 14:15

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.
Fichiers joints
DM1-brouillon_ex1-3a.jpg
Brouillon 3.c
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 14:40

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...
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 19:04

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 \($x_f$\) ?
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 19:17

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...
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 20:32

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 !
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 20:45

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

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 21:05

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
\([NO_3^-]_f\approx4,4\times10^{-4}mol.L^{-1}\)
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 21:23

C'est très bien pour les valeurs des concentrations.

Avez-vous d'autres questions ?
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar William TaleS le Lun 21 Oct 2019 21:25

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 !
William TaleS
 

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

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 21:32

Bonne soirée et à une prochaine fois sur le forum.
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Re: DM - Préparation d'une base et mélange d'acide-base

Messagepar SoS(36) le Lun 21 Oct 2019 21:32

Bonne soirée et à une prochaine fois sur le forum.
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