Bonjour, ayant repris des études (avec un passif de cancre), j'aimerai votre aide.
Je suis en PACES, et je galère (pour rester poli) avec la chimie (j'ai pas les bases, j'apprends avec difficultés...) et j'aimerai comprendre la logique de raisonnement dans la résolution d'exercice (qui sont sous forme de QCM) comme celui ci par exemple (tiré d'une colle sur l'équilibre acido-basique) :
On prépare une solution en mélangeant un V de NaOH à 0.5mol/L avec un volume 2V de KOH à 0.125mol/L (données : log 0.5 = -0.6).
le pH de la solution est.... (les réponses en choix).
Comment raisonner ?
De façon à ce qu'un cancre comprenne please (shame....)
A mon avis, le raisonnement est extrêmement simple dans ce cas. Si on te donne au choix un pH acide, un pH neutre et un seul pH basique, la réponse c'est clairement le pH basique vu qu'on mélange deux bases.
Je pense que ce n'est pas plus compliqué vu les données. Je ne vois pas l’intérêt de donner log 0.5 = -0.6 (surtout qu c'est faux, log 0.5 = -0.3 mais bon) et si ça veut dire que la calculatrice est interdite, les chiffres me paraissent bien compliqués a manipuler. Si on t'avait donné log 0.25 = -0.6 là j'aurai dit que effectivement le calcul était faisable sans calculatrice.
Mais sinon, en partant du principe que ce n'est pas une question d'un QCM et qu'il faut bien calculer le pH :
Quand on connais la formule pour des bases fortes, on se casse pas trop la la tête il suffit de trouver la concentration en OH- et là pH = 14 + log [OH-]
Quand on a oublié la formule, il faut commencer par trouver la concentration en ion [OH-], puis avec la formule du Ke : Ke = [H+][OH-] = 10-14 on remonte à la concentration en H+ et là, tout simplement la formule du pH : pH = -log[H+] (et en fait, la première formule on la trouve en appliquant le log a la formule du Ke)
En fait tu as deux solutions dont tu connais la concentration, on va partir du principe que V = 1L, ce sera plus simple et au final ça change rien.
tu as donc dissociation de KOH et NaOH ce qui va donner K+ Na+ et HO-, la seul espèce qui nous intéresse est HO- : la base.
on voit donc qu'on a 0.5 mol de HO- qui vient de 1L de NaOH a 0.5mol/L et 0.25 mol de HO- qui vient de 2L de KOH a 0.125mol/L (0.125*2 = 0.25).
En tout tu as donc 0.75mol dans 3L, (0.75/3 = 0.25) ce qui te donne 0.25mol/L de HO-, et en fait peut importe V si tu regarde bien on a multiplier par 3V et diviser par 3V.
Ah ok, je pensais que tu avais quelques bases du lycée. Il vaut mieux commencer par le début, les calculs de concentration et de quantité de matière. Mais je te conseillerai vivement de trouver un cour de chimie de seconde et de réviser toute la partie "structure et propriétés de la matière" avant de t'attaquer à la chimie des solutions.
Dans ce cas précis tu as une seule formule à connaitre : C = n/V où C est la concentration en mol/L, n la quantité de matière en mole et V le volume en L. Tu peux la tourner comme tu veux suivant ce que tu cherche : n = C * V, V = n/C (bon ok celle là j'en ai jamais eu besoin).
Tu regarde les solutions qu'on te donne et tu imagines ce que ça pourrais bien donner dans l'eau, Jeanflood t'as déjà dit ici que
\[KOH \rightarrow K^+ + OH^-\]
et
\[NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-\]
Ici ce qui nous intéresse, c'est les ions OH- vu qu'on veux le pH, hors, Na+ et K+ n'influe pas sur ça et on sais que OH- est lié à H+ dans l'eau ors c'est ce dernier ion (H+) qui défini le pH. Il nous faut leur concentration dans le mélange. Pour ça, on va devoir trouver le quantité de matière ET le volume du mélange.
On va commencer par le volume, c'est le plus simple et si on ne te donne pas de chiffre, c'est pas grave, y'à qu'a garder les lettre. On dit qu'on mélange V de NaOH avec 2V de KOH, donc le volume final c'est tout simplement V + 2V = 3V .
La quantité de matière maintenant, on va appliquer bêtement la fomule :
Le V s'annule et il reste \(C_{OH^-} = 0.75/3 = 0.25 mol/L\)
La suite, je l'ai expliqué et Jeanflood aussi, soit tu connais la formule, soit tu passes par le Ke qui est la constante d'autoprotolyse de l'eau, ce qui revient a démontrer la formule des bases fortes.
edit :
je pense qu'on peut difficilement plus détailler, mais juste pour revenir sur le Ke :
\[[H^+][HO^-] = K_e\]
Quand on met une espèce entre crochet comme ça, tu le savais peut être déjà, ça veut dire qu'on parle de leur concentration.
pour arriver a la formule du pH en partant de là on inverse les places du [H+] et du Ke (soustraction toute bête des deux côté ce qui donne :
\[-[H^+] = - K_e + [OH^-]\]
On applique le log a la formule :
\[- log[H^+] = - log(K_e) + log[OH^-]\]
or \(- log[H^+] = pH\), et \(- log(K_e) = pK_e = 14 \) du coup on retombe sur la formule
- Edité par Akio 17 mai 2018 à 11:57:08
Calcul de pH pour un nul en chimie
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