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Sujet du devoir
1/ Quel volume de gaz d'ammoniac pris dans les conditions normales de temperature et de pression faut il dissoudre dans 300 ml d'eau pour que le pH obtenue soit de 10.92 ?
2/ Quel est le volume d'une solution à 0.15 mol.L^-1 d'acide nitrique, faut il ajouter a la solution précédente pour obtenir l'équivalence ?
3/ Calculer le pH de cette nouvelle solution ainsi obtenue.
Donees: pka (NH4+/NH3)=9.25 et vm=22400 cm3 (conditions normales)
Où j'en suis dans mon devoir
Bonjour,
1/ j'ai fait avec pv=nrt mais je trouve un résultat qui me paraît peu probable.
T=0c=273.15 (conditions normales)
P= 1 bar =10^5 pa (conditions normales)
V=300ml =3× 10^-4 m3
Donc n= pv/nrt
n= 10^5 × 3×10^-4 / 8.31 × 273.15
n= 0.013 mol
Or on sait que v= n×vm
Donc v= 0.013×22.4
V=0.2912 l.mol^-1
Ce résultat me paraît très peu ....
2/ c=n/v donc c= 0.013/0.15= 0.087 L soit 87 ml
3/ je pensais faire avec
Ka= [NH3] ×[H3O+] / [NH4+]
Sauf que je ne connaît pas [NH4+] donc je suis bloquée
Est ce que quelqu'un pourrait me dire si je suis parti sur le bon chemin des le début de l'exercice svp
Merci d'avance
10 commentaires pour ce devoir
il y a quand même quelque chose qui me gêne car la réaction de l'ammoniac n'est pas une réaction totale. elle est limitée.
Mais comme ici on ne nous donne pas le volume car c'est ce qu'on cherche, j'ai fait cette supposition pour le calcul initial.
J'y réfléchi !!!!
J'y reviens ;-)
Je garde le même raisonnement mais en considérant que l'ammoniac ne s'est pas dissocié totalement dans l'eau.
Curieusement je tombe sur un volume proche de 0,3 L comme toi mais le raisonnement avec PV = nRT n'est pas bon car on cherche le volume du gaz et pour le calcul tu utilises le volume de la solution.
Voilà ce que je modifierai au calcul et qui correspond mieux selon moi à la dissociation de l'ammoniac qui est une réaction limitée et non totale .
NH3(g) = NH3(aq) dissolution
NH3 (aq) + H2O (l) = NH4+ (aq) + HO-(aq) réaction avec l'eau
Etat initial n0 excès 0 0
Etat final n0-xf excès xf xf
la différence ici c'est que (n0-xf) ne sera plus égal à 0.
Pour le calcul de xf c'est comme ce que j'avais écrit au a).
on arrive à xf = 2,5 . 10^-4 mol
b) calcul de n0 : MODIFICATION
j'utilise Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]
[H3O+] = 10^-pH
[NH3] = (n0-xf)/V V = volume solution 300 mL
[NH4+]= xf/V
j'arrive à n0 = 0,012 mol d'où le volume de gaz = 0,27 L (arrondi)
Ce résultat est cohérent.
Cette démarche me parait plus juste d'autant que cela donne des valeurs pour [NH3] et [NH4+] dont on aura besoin pour la suite.
Comment arrivez vous à obtenir no=0.012 mol ?
Je n'arrive pas à trouver comme vous j'ai no= 0.3 mol :/
Comment avez vous calculer [NH3] svp je pensais faire avec la formule ka =[NH3] × [H3o+] \ [NH4]
Mais prend quoi comme valeur de ka 10^-9.25 ?
2) Vu que la réaction de l'ammoniac avec l'eau est limitée et qu'on est à pH = 10,92
c'est la forme basique NH3 qui est prépondérante par rapport à NH4+.
On a une réaction du type acide fort sur base faible.
NH3(aq) + H3O+ (aq) ------> NH4+(aq) + H2O (l)
à l'équivalence n(acide) = n(base)
Ca*Va = n(base)
Ca = 0,15 mol.L-1
Va = volume d'acide cherché
n(base) = quantité de matière en NH3 = Cb*Vb
Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]
Ka = 10^-pKa = 10^-9,25
[H3O+] = 10^-10,92
[NH3] = (n0-xf)/V V = volume solution 300 mL
[NH4+]= xf/V xf = 2,5.10^-4 mol
Ka = [NH3]/[NH4+] *[H3O+]
10^-pKa = [(n0-xf)/V] / [xf/V] * 10^-pH
On peut simplifier les volumes :
10^-pKa = (n0-xf) / xf * 10^-pH
10^-pKa * xf /(10^-pH) = n0 - xf
10^-pKa * xf /(10^-pH) + xf = n0
en remplaçant par les valeurs :
n0 = 0,012 mol
Pour la question 2 j'ai essayé de faire comme vous me l'aviez dit
n (NH3)= n (NH4+
Ça × va = cb × vb donc va = cb × vb / ça = 2.5 × 10^-4 /0.15 = 1.67 × 10^-3 L
Et pour la question 3 j'ai fait ka = [ NH4+] \ [NH3] [ H3O+]
[H3O+]= Kà × [ NH3] / [NH4+]
[H3O+] = 10 ^-9.25 × 0.15/ 8.33 ×10^-4
[H3O+] = 1.06 × 10 -12
Ph= - log [H3O+] = 11.97
Mais je trouve bizarre quenle'ph soit plus élevé que au début alors que l'on ajoute de l'acide :/
Pour la 3) on doit trouver un pH <7 (entre 5 et 6 je pense) car dosage d'une base faible (NH3) par un acide fort.
Il me semble qu'il y a une formule pour calculer le pH à l'équivalence mais je ne m'en souviens plus (cela fait quelques temps que je fais moins ce type de calculs ; désolée !).
D'accord, en tout merci beaucoup pour votre aide :) !!
Ils ont besoin d'aide !
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Bonjour,
1)Je ne pense pas que tu partes correctement. Il faut raisonner sur la dissolution du gaz et écrire l'équation de la dissolution.
NH3 (g) + H2O (l) = NH4+ + HO-
Etat initial n0 excès 0 0
Etat final n0-xmax excès xmax xmax
ici on cherche la quantité de gaz nécessaire pour avoir le pH de 10.92 donc on dissout exactement la quantité de gaz et pas plus. On doit alors avoir :
n0 - xmax = 0 d'où n0 = xmax.
A quoi ça nous sert ?
a) d'abord calculer xmax grâce à HO-.
partir du pH = 10.92 sachant que pH = -log [H3O+]
on sait aussi que Ke = [H3O+]*[HO-]
On cherche à calculer [HO-] puis n(HO-) = xmax (on connait le volume de la solution donc on peut utiliser n=C*V)
b) Quand on a xmax, on connait n0 la quantité de matière initiale en NH3.
On peut alors utiliser le volume molaire et la formule :
n = V/Vm
Si mes calculs sont bons, on arrive à 5,6 mL de gaz.
remarque : attention aux unités
Volume molaire en L.mol-1 ou cm3.mol-1
volume en L ou mL ou cm3
j'ai compris merci beaucoup pour votre aide :)
En faisant comme vous m'avez dit je trouve bien 5.6 ml comme vous