pH D’UN MELANGE ( 2006 Liban )

I – ÉTUDE DE DEUX SOLUTIONS

I.1. a) Equation entre l’acide nitrique et l’eau

HNO_2(aq) + H₂O_(l) = NO₂^–_(aq) + H₃O⁺_(aq)

Expression de la constante d’acidité (constante d’équilibre particulière entre un acide et l’eau)

Ne pas oublier l’indice ‘e’ qui signifie concentration à l’équilibre.

I.1. b) HCOO^–_(aq) + H₂O_(l) = HCOOH_(aq) + HO^–_(aq)

Remarque : il ne s’agit pas d’une constante d’acidité car il ne s’agit pas d’une réaction entre un acide et l’eau mais entre une base et l’eau

I.2. a) Pour pH < pKa l'acide conjugué du couple prédomine

pH = pKa l’acide et la base ont la même concentration

pH > pKa la base prédomine

I.2. b) La solution d’acide nitreux a un pH de 2,0 ; d’après le diagramme de prédominance ci dessus c’est l’acide nitrique HNO₂ qui prédomine.

La solution de méthanoate de sodium a un pH de 8,7 ; l’espèce prédominante est l’ion méthanoate HCOO^–_(aq).

II – ÉTUDE D'UN MÉLANGE DE CES SOLUTIONS

II.1. a) Réaction entre l’acide nitrique et l’ion méthanoate :

HNO_2(aq) + HCOO^–_(aq) = NO₂^–_(aq) + HCOOH_(aq)

II.1. b) Quotient de réaction à l’équilibre :

Dans l’état initial, [NO₂^– ]_i = [HCO₂H]_I = 0

donc Q_r,i = 0.

II.1. c) Quotient de réaction à l’équilibre (égale à la constante d’équilibre de la réaction) :

II.2. a) Équation	HNO2(aq) + HCOO^–(aq) = NO2^–(aq) + HCOOH(aq)
État du système chimique	Avancement (mol)	Quantités de matière (mol)
		n(HNO2(aq))	n(HCOO^–(aq))	n(NO2^–(aq))	n(HCOOH(aq))
État initial	x = 0	n1	n2	0	0
État intermédiaire	x	n1 – x	n2 – x	x	x
État d’équilibre	x = xéq	n1 – xéq	n2 – xéq	xéq	xéq

II.2. b) [HNO_2(aq)]_éq =

II.2. c)

Les valeurs de Qr,eq obtenues sont les mêmes.

II.3. Pour le couple HNO_2(aq) / NO₂^–_(aq)