29
21/02/2009 – Page 1 de 29 Le pH Définition : Le pH est le cologarithme de la concentration en ions hydronium : 3 pH HO + =− De même : log pOH OH =− On a aussi les relations suivantes : 14 w pH pK pOH pH pOH = = Méthodes de calcul des pH Cas Système Formule Exemple 1. Eau pure 2 3 2 HO HO OH + + 7 pH = 2. Solution d’acide fort monofonctionnel 2 3 HX HO HO X + + + Les acides forts sont totalement dissociés. log pH C =− C = concentration molaire en acide Solution d’acide nitrique à 0.025 M log 0.025 1.60 pH =− = 3. Solution de base forte ( ) 2 2 MOH HO M HO OH + + + Les bases fortes sont totalement dissociés. 14 log pH C = + C = concentration molaire en base Solution de KOH à 0.217 M 14 log 0.247 13.34 pH = + = 4. Solution d’acide faible 4.1 Polyacides 2 3 BH HO B HO + + + + 2 1 3 1 1 2 2 3 2 2 3 .......................................... n n n n n HX HO H X HO K H X HO H X HO K H X K + + + + + + Pour les polyacides, la première ionisation est toujours prépondérante ( ) 1 log 2 BH pH pK C + = C = concentration molaire en acide Solution d’acide acétique 0.058 M ( ) 3 4.76 1 4.76 log 0.058 3.00 2 CH COOH pK pH = = = Solution d’acide citrique 0.135 M ( ) 1 2 3 3.13; 4.76; 6.40 1 3.13 log 0.135 2.00 2 pK pK pK pH = = = = =

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21/02/2009 – Page 1 de 29

Le pH

Définition :

Le pH est le cologarithme de la concentration en ions hydronium : 3pH H O+ = −

De même : logpOH OH − = −

On a aussi les relations suivantes : 14wpH pK pOH pH pOH= − = −

Méthodes de calcul des pH

Cas Système Formule Exemple

1. Eau pure 2 32H O H O OH+ −+⇌ 7pH =

2. Solution d’acide

fort monofonctionnel

2 3HX H O H O X+ −+ → +

Les acides forts sont totalement

dissociés.

logpH C= −

C = concentration molaire

en acide

Solution d’acide nitrique à 0.025 M

log0.025 1.60pH = − =

3. Solution de base

forte ( )2 2MOH H O M H O OH

+ −+ → +

Les bases fortes sont totalement

dissociés.

14 logpH C= +

C = concentration molaire

en base

Solution de KOH à 0.217 M

14 log0.247 13.34pH = + =

4. Solution d’acide

faible

4.1 Polyacides

2 3BH H O B H O+ ++ +⇌

2 1 3 1

1 2 2 3 2

2 3..........................................

n n

n n

n

H X H O H X H O K

H X H O H X H O K

H X K

− +−

− − +− −

−−

+ +

+ +

Pour les polyacides, la première

ionisation est toujours prépondérante

( )1log

2 BHpH pK C+= −

C = concentration molaire

en acide

Solution d’acide acétique 0.058 M

( )

34.76

14.76 log0.058 3.00

2

CH COOHpK

pH

=

= − =

Solution d’acide citrique 0.135 M

( )

1 2 33.13; 4.76; 6.40

13.13 log0.135 2.00

2

pK pK pK

pH

= = =

= − =

Page 2: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 2 de 29

4.2 Cas particulier :

H2SO4.

4.3 Sel d’acide fort

et de base faible

La première ionisation est totale.

On calcul le pH en utilisant la formule

des acides forts et exprimant la

concentration en molarité.

Se dissocie en acide faible et base de

force nulle

3 3

3 2 2 3

Base faibleAcide faible

R NH X R NH X

R NH H O R NH H O

+ −

+ +

− → − +

− + − +⇌����������

Acide sulfurique 0.1 M

log0.1 1pH = − =

Bromure de méthylammonium 0.075 M

( )

( )

3 33 2 3.39 10.61

110.61 log0.075 5.87

2

b CH NHpK CH NH pK

pH

+= → =

= − =

5. Solution de base

faible

5.1 Sel d’acide

faible et de base

forte

5.2 Sel neutre de

polyacide et de

base forte

2B H O BH OH+ −+ +⇌

Se dissocie en un acide de force nulle et

la base conjuguée à l’acide.

( )

� �

2 2

2

Base conjuguée faible Acide faible

MX H O M H O X

X H O HX OH

+ −

− −

+ → +

+ +⇌

( )2 2

1

2

1 2

2 1

2

2.............................

n

n

n n

n

n n

n

n

n

M X nH O nM H O X

X H O HX OH K

HX H O HX OH K

HX K

+ −

− − −

− − −−

−−

+ → +

+ +

+ +

La dernière fonction du polyacide est

toujours prépondérante

( )17 log

2 BHpH pK C+= + +

C = concentration molaire

en base

BHpK +

le pK de l’acide

conjugué à la base

Solution d’ammoniac à 0.060 M

( )

( )

43 4.75 9.25

17 9.25 log0.060 11.01

2

b NHpK NH pK

pH

+= → =

= + + =

Nitrite de sodium 0.01 M

( )

23.29

17 3.29 log0.010 7.65

2

HNOpK

pH

=

= + + =

Carbonate de potassium 0.050 M

( )

2 3 1 2: 6.35; 10.33

17 10.33 log0.050 11.51

2

H CO pK pK

pH

= =

= + + =

Page 3: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 3 de 29

6. Mélange d’acide

faible et de la base

conjuguée

6.1 Acide et son sel

6.2 Base et son sel

6.3 Polyacides et

leurs sels

2 3BH H O B H O+ ++ +⇌

Relation de Hasselbach

log B

BH

BH

CpH pK

C+

+

= +

Solution de 0.25 M en acide acétique et 0.35 M en

acétate de potassium

3

3

3

log

0.354.76 log 4.91

0.25

CH COO

CH COOH

CH COOH

CpH pK

C

= +

= + =

Solution de 0.40 M en ammoniac et 0.065 M en

chlorure d’ammonium

3

4

4

0.40log 9.25 log 9.04

0.65

NH

NH

NH

CpH pK

C+

+

= + = + =

Solution d’acide phosphorique 0.135 M et

dihydrogénophosphate de potassium 0.300 M

2

3 4

1

4 0.300log 2.15 log 2.50

0.135

H PO

H PO

CpH pK

C

= + = + =

Dihydrogénophosphate de potassium 0.125 M

et monohydrogénophosphate de potassium 0.250 M

22

2 4

2

4 0.250log 7.20 log 7.50

0.125

H PO

H PO

CpH pK

C

= + = + =

Monohydrogénophosphate de potassium 0.200 M et

phosphate de potassium 0.085 M

3

24

34log

0.08512.38 log 12.01

0.200

PO

H PO

CpH pK

C

= +

= + =

Page 4: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 4 de 29

7. Mélange

d’acides ou de base

Le pH est fixé par l’électrolyte le plus

fort

Acide chlorhydrique 0.05 M et acide acétique 0.10 M

log log0.05 1.30HClpH C= − = − =

Acide oxalique 0.10 M et acide formique 0.20 M

( )

2 2 4 1 2: 1.27, 4.27; 3.75

11.27 log0.10 1.14

2

HCOOHH C O pK pK pK

pH

= = =

= − =

Hydroxyde de potassium 0.05 M et ammoniac 0.10

M

14 log0.05 12.70pH = + =

8. Mélange

d’acides et de bases

8.1 Mélange

d’acide fort et de

bases fortes

8.2 Mélange

d’acide et de base

faibles en

quantités

équimolaire

Le pH est celui du mélange d’acide ou de

bases, après équilibre de neutralisation

3 22H O OH H O+ −+ →

Soit a moles d’acide fort et b moles de

base forte par litre

b < a Excès d’acide fort

b = a Sel d’acide fort et de base forte

b > a Excès de base forte

1 2 1 3

2 3 2 2

1 2 1 2

B H H O B H O

B H O B H H O

B H B B B H

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

( )logpH a b= − −

7pH =

( )14 logpH b a= + −

( )1 2

1

2 B H B HpH pK pK+ += +

Le pH est +/- indépendant

des concentrations

Sel d’acide faible et de base faible

Cyanure d’éthlyammonium

La dissociation du sel donne un mélange équimolaire

� �

2 11 2

2 5 3 2 5 3

2 5 3 2 5 2

.

B BB H B H

C H NH CN C H NH CN

C H NH CN C H NH HCN

+ +

+ −

+ −

→ +

+ +⇌����� �����

52 29.31 11.75HCN C H NHpK pK= =

Page 5: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 5 de 29

8.3 Solution d’un

sel acide de

polyacide.

Ampholyte

8.4 Cas particulier

8.5 Mélange

d’acide faible et de

base forte

8.6 Mélange de

base faible et

� �2

En quantités équimolaires

2

BaseAcide

HX H X X− −−+⇌

�����

Si la première fonction est totalement

dissociée, on utilise la formule des acides

faibles

2BH OH B H O+ −+ → +

Soit a moles d’acide et b moles de base

par litre

b < a acide faible et sa base conjugué

b = a base faible

b > a base forte et base faible

3 2B H O BH H O+ ++ → +

Soit a moles d’acide et b moles de base

( )1 2

1

2pH pK pK= +

( )2

1log

2pH pK C= −

log

BH

bpH pK

a b+= +

( )7 log / 2BH

pH pK a+= + +

( )14 logpH b a= + −

( )19.31 11.75 10.03

2pH = + =

Dihydrogénophosphate de sodium

( )

3 4 1 2 3

2 4 3 4 4

: 2.15; 7.20; 12.38

2

12.15 7.20 4.68

2

H PO pK pK pK

H PO H PO HPO

pH

− −−

= = =

+

= + =

Monohydrogénophosphate de sodium

( )

2 3

2 4 2 4 42

17.20 12.38 4.68

2

H PO H PO HPO

pH

− − −+

= + =

Hydrogénosulfate de sodium 0.04M

( )

( )

( )

4 2 2 4

4 4 3

2 4 1.92

11.92 log0.04 1.66

2

NaHSO H O Na H O HSO

HSO SO H O

pK HSO

pH

− − +

+ → +

+

=

= − =

Page 6: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 6 de 29

d’acide fort

8.7 Mélange d’un

polyacide et de

base forte

par litre

b < a base faible et acide conjugué

b = a acide faible

b > a acide faible et acide fort

Pour a moles d’un triacide et b moles de

base forte

b < a acide et base conjuguée

b = a sel acide

a < b < 2a acide et base conjuguée

b = 2a sel acide

2a < b < 3a acide et base conjuguée

b = 3a sel acide

b > 3a base faible et base forte

logBH

b apH pK

a+

−= +

( )log / 2BH

pH pK b+= −

( )logpH a b= − −

1log

bpH pK

a b= +

( )1 2/ 2pH pK pK= +

2log

2

b apH pK

a b

−= +

( )2 3/ 2pH pK pK= +

3

2log

3

b apH pK

a b

−= +

( )37 log / 2pH pK a= + +

( )14 log 3pH b a= + −

Page 7: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 7 de 29

Choisir sa formule.

logpH C= −

( )2

1log

2pH pK C= −

( )1 2

12

pH pK pK= +

( )17 log2 BH

pH pK C+ += +

( )17 log2 BH

pH pK C+ += +

( )17 log2 BH

pH pK C+ += +

14 logpH C= +

( )1log

2 BHpH pK C+= −

( )1log

2 BHpH pK C+= −

7pH =

( )1log

2 BHpH pK C+= −

Page 8: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 8 de 29

log BBH

BH

CpH pK

C+

+= +

log BBH

BH

CpH pK

C+

+= +

log BBH

BH

CpH pK

C+

+= +

1 2

12 B H B H

pH pK pK+ +

= +

Page 9: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 9 de 29

Exemples

Données :

C = 0.010 M Espèce chimique Nature Résolution

2 4H SO

3H O

+ AF : (2) log log 0.01 2pH C= − = − =

3KNO

3,K NO

+ − A et B de force nulle 7pH =

3 4H PO

3 4 2 4;H PO H PO

Af. (4.1)

pKa = pKa1 ( ) ( )1

1 1log 2.12 log 0.01 2.06

2 2a

pH pK C= − = − =

4NaHSO

4HSO

Af (8.4)

pKa = pKa2 ( ) ( )2

1 1log 1.98 log 0.01 1.99

2 2pH pK C= − = − =

4NH Ac

4,NH Ac

+ − Af et Bf (8.2) Equimolaire ( ) ( )

4

1

2

19.20 4.75 7.0

2HAcNH

pH pK pK+= + = + =

4 3NH NO

4 3,NH NO

+ −

Af (4.1)

4

3

Af

B nulle

NH

NO

+

=

=

( ) ( )1

1 1log 9.20 log 0.01 5.6

2 2apH pK C= − = − =

Données :

C = 0.010 M Espèce chimique Nature Résolution

3NaHCO

3

3 3 2 2

2

3 2 2 3

,

2

Na HCO

HCO H O CO H O

HCO H O CO H O

+ −

− +

− − +

+ → +

+ → +

Sel de polyacide.

Ampholyte (8.3) ( ) ( )1 2

1 16.35 10.32 8.34

2 2pH pK pK= + = + =

3HNO

3H O

+ AF (2) log log 0.01pH C= − = −

NaOH OH− BF (3) 14 log 14 log 0.01 12pH C= + = + =

Page 10: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 10 de 29

2 4Na HPO

2

4

2

4 3 2 4

2 3

4 2 4 3

,Na HPO

HPO H O H PO

HPO H O PO H O

+ −

− + −

− − +

+ →

+ → +

Sel de polyacide.

Ampholyte (8.3) ( ) ( )1 2

1 17.2 12.3 9.75

2 2pH pK pK= + = + =

2 4Na HPO

4

4 3 3 4 2

2

4 2 4 3

2

2

2,Na H PO

H PO H O H PO H O

H PO H O HPO H O

+ −

− +

− − +

+ →

+ → +

+ Sel de polyacide.

Ampholyte (8.3) ( ) ( )1 2

1 12.12 7.1 4.69

2 2pH pK pK= + = + =

2K S

2

2

2

,K S

S H O HS OH

+ −

− − −+ → + Sel Af et BF (5.1) ( ) ( )2

1 17 log 7 14.92 log 0.01 13.46

2 2pH pK C= + + = + + =

Données : Espèce chimique Nature Résolution

( )2 4

3 4

(0.46 )

0.19

K HPO M

K PO M+

2 3

4 2 4 3

2 3

4 4, ,

HPO H O PO H O

K HPO PO

− − +

+ − −

+ → +

Mélange Af et B conj. (8.3)

Polyacide et ses sels

4

3

24

log log

0.1912.3 log 11.94

0.46

POB

BH

BH HPO

CCpH pK pK

C C

+

+ −

= + = +

= + =

( )2 4

2 5

0.63N H M

N H Cl+

2 4 2 5

2 4 2

2 4 3

, ,N H N H Cl

N H Cl H O

N H H O Cl

+ −

+ −

+ →

+ +

Mélange Af et B conj. (6.2)

Base et son sel

2 4

52

52

0.63log 8.5 log 8.55

0.56

N H

N H

N H

CpH pK

C+

+

= + = + =

( )4 9 3

Acétate de butylammonium

0.08C H NH Ac M

4 9 3

4 9 3

4 9 3

,C H NH Ac

C H NH Ac

C H NH Ac

+ −

+ −

+

Af et Bf en qté équimolaire

(8.3) ( ) ( )3

1 110.6 4.76 7.68

2 2HAcNH

pH pK pK+= + = + =

Page 11: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 11 de 29

Données : Espèce chimique Nature Résolution

Acide tartrique 0,025 M

( )

( )

2 2 22

2

2 2 32

H Ta

HTa

HO C CHOH CO H H O

HO C CHOH CO H O− +

− − +

− − +⇌

�����������

���������

Af (4) ( ) ( )

1

1 1log 3, 04 log 0,025 2, 32

2 2pH pK C= − = − =

Hydrogénotartrate de

potassium 0,025 M

( ) _

2 2

2

22

KHTa H O K H O HTa

HTa H Ta Ta

+

+ → +

+⇌

Sel acide d’un polyacide.

Ampholyte (8.3) ( ) ( )

1 2

1 13, 04 4, 37 3, 71

2 2pH pK pK= + = + =

Tartrate de potassium 0,025

M

( ) 2

2 2 2

2

2

2 2Na Ta H O Na H O Ta

Ta H O HTa OH

+ −

− − −

+ → +

+ → + Bf (5) ( ) ( )

2

1 17 log 7 4,37 log 0,025 8, 38

2 2pH pK C= + + = + + =

Chlorure de morphine 0,018

M ( )17 19 3C H O N Mor=

2

MorHCl MorH Cl

MorH OH Mor H O

+ −

+ −

→ +

+ +⇌

Sel d’AF et Bf (4.3) ( ) ( )1 1

log 8, 21 log 0,018 4,182 2

pH pK C= − = − =

Acétate de morphine 0,018 M

MorAc Mor Ac+ −+⇌ Sel d’Af et Bf en

quantité équimolaire

(8.2) ( ) ( )

1 18, 21 4,76 6, 49

2 2Mor HAcpH pK pK= + = + =

Lactate d’ammonium 0,042 M 4 4

NH Lac NH Lac+ −+⇌

Sel d’Af et Bf en

quantité équimolaire

(8.2)

( ) ( )4

1 19, 25 3,86 6,56

2 2LacNH

pH pK pK+= + = + =

Lactate de sodium 0,042 M

3

HLac

CH CHOH COOH− −���������

( )2 2

2

NaLac H O Na H O Lac

Lac H O HLac OH

+ −

− −

+ → +

+ +⇌

Sel d’Af et de BF (5.1) ( ) ( )1 1

7 log 7 3,86 log 0,042 8, 242 2

pH pK C= + + = + + =

Méthylamine 0,012 M 3 2 2

3 3

CH NH H O

CH NH OH+ −

− +

− +⇌ Bf (5) ( ) ( )

1 17 log 7 10.61 log 0, 012 11,34

2 2pH pK C= + + = + + =

Nitrate de méthylammonium

0,012 M 3 3 3 3 3 3CH NH NO CH NH NO

+ −→ + Sel d’AF et de Bf (4.3) ( ) ( )

1 1log 10.61 log 012 6.27

2 2pH pK C= − = − =

Acide sulfurique 0,036 M 2

2 4 2 3 42 2H SO H O H O SO

+ −+ → + Cas particulier (4.2) log log 0.036 1.44pH C= − = − =

Page 12: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 12 de 29

Hydrogénosulfate de sodium

0,036 M ( )4 2

2 4

NaHSO H O

Na H O HSO+ −

+

→ + Cas particulier (8.4) ( ) ( )

2

1 1log 1.92 log 0.036 1.68

2 2pH pK C= − = − = p

Sulfate de sodium 0,036 M ( )

2 4 2

2

2 42

Na SO H O

Na H O SO+ −

+

→ + Sel neutre de polyacide

et de base forte (5.2) ( ) ( )2

1 17 log 7 1.92 log 0, 036 7.24

2 2pH pK C= + + = + + =

Données :

250 cm3 d’une solution

acide tartrique à 0.080 M

Espèce chimique Nature Résolution

+75 cm3 NaOH à 0.20 M

Af et base conjugué. Polyacide

et son sel (6.3)

375 de 0.20 0.015cm NaOH M mole=

2

Avant 0.02 0.015

Réaction 0.015 0.015 0.015

Après 0.005 0.015 0

n H Ta HTa OH− −→

− + −

1

2

0.015log 3.04 log 3.52

0.05

HTa

H Ta

CpH pK

C

= + = + =

+100 cm3 NaOH à 0.20 M

Sel acide de polyacide.

Ampholyte (8.3)

3100 de 0.20 0.02cm NaOH M mole=

2

Avant 0.02 0.02

Réaction 0.02 0.02 0.02

Après 0 0.02 0

n H Ta HTa OH− −→

− + −

( ) ( )1 2

1 13.04 4.37 3.71

2 2pH pK pK= + = + =

+125 cm3 NaOH à 0.20 M

( )2

2

2 2 3

2

2 3

NaOH H O

Na H O OH

H Ta H O HTa H O

HTa H O Ta H O

+ −

− +

− − +

+

→ +

+ +

+ +

Af et base conjugué. Polyacide

et son sel (6.3)

3125 de 0.20 0.025cm NaOH M mole=

Page 13: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 13 de 29

2

2

Avant 0.02 0 0 0.025

Réaction 1 0.02 0.02 0 0.02

Réaction 2 0 0.005 0.005 0.005

Après 0 0.015 0.005 0

n H Ta HTa Ta OH− − −→

− + −− + −

2

2

0.005log 4.37 log 3.89

0.015

Ta

HTa

CpH pK

C

= + = + =

+200 cm3 NaOH à 0.20 M Bf (5)

3200 de 0.20 0.04cm NaOH M mole=

2

2

Avant 0.02 0 0 0.04

Réaction 1 0.02 0.02 0 0.02

Réaction 2 0 0.02 0.02 0.02

Après 0 0 0.02 0

Concentration 0 0 0.02 / 0.45

n H Ta HTa Ta OH− − −

− + −

− + −

( )2

1 1 0.027 log 7 4.37 log 8.51

2 2 0.45pH pK C= + + = + + =

+250 cm3 NaOH à 0.20 M BF (2)

3250 de 0.20 0.05cm NaOH M mole=

2

2

Avant 0.02 0 0 0.05

Réaction 1 0.02 0.02 0 0.02

Réaction 2 0 0.02 0.02 0.02

Après 0 0 0.02 0.01

Concentration 0 0 0.02 / 0.45 0.01 / 0.5

n H Ta HTa Ta OH− − −

− + −

− + −

0.0114 log 14 log 12.30

0.5pH C= + = + =

Page 14: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 14 de 29

Données Espèce chimique Nature Résolution

Un même volume de

1.27 MNaOH et

d’ 1.47HAc M 2

1.47 1.27

1.27 1.27 0.2

HAc NaOH

NaAc H O HAc

+

+ +⇌ Af et son sel (6.1)

1.27 1.47 1.27 0.2 mole/l ; mole/l

1.27log 4.76 log 4.76 0.8 5.56

0.2

HAcAc

Ac

Ac

HAc

C CV V V

CpH pK

C

−= = =

= + = + = + =

Un litre de

30.150NH M et

50,0 cm3 de

1.20HCl M

2 3

3 3 4 2

HCl H O H O Cl

NH H O NH H O

+ −

+ +

+ → +

+ +⇌

Bf et son sel (6.)

3 3 4

Départ 0.15 0.06 0

Pendant 0.06 0.06 0.06

Equilibre 0.09 0 0.06

Concentration0.09 0 0.06

mole/l

n NH H O NH+ +

− − +

3

4

4

0.09log 9.24 log 9.24 0.18 9.43

0.06

NH

NH

NH

CpH pK

C+

+

= + = + = + =

100 cm3 de

2 40.0160H SO M et 10

cm3 de 0.048KCl M

2 2

Acide et base nulles : ions spectateurs

( )KCl H O K H O Cl+ −

+ → +�������

2

2 4 2 3 42 2H SO H O H O SO

+ −+ → +

Cas particulier 2 4

H SO

(4.2) ( ) ( )

3

33 3

2

3

0.016 0.10.16 100 10 0.0145 /

110 10

log log 1.45 10 1.83

H O H On C mole l

pH H O

+ + −

+ −

×= × × → = =

×

= − = − × =

58.8 cm3 de

31.00NH M et 1.00 g

de 4 3

NH NO de façon à

obtenir 250 cm3 de

solution

4 3 4 3

3 2 4

NH NO NH NO

NH H O NH OH

+ −

+ −

→ +

+ +⇌

Af et Bf conjugués (6)

44 3

3

3

3

4

1 0.0125 0.0125

1 58.8 10 0.0588

0.0588log 9.24 log 9.92

0.0125

NH

a

NH

NH

NH

g NH NO mole n mole

n mole

npH pK

n

+

+

= → =

= × × =

= + = + =

10.95 g d’isobutylamine

(MM = 73) et 10.95 g de

chlorure

d’isobutylammonium

pour 1.00 litre de

solution

4 9 2 2 4 9 3

IB IB

C H NH H O C H NH OH+ −

+

+ +⇌����� �����

Af et Bf conjugués (6)

10.95 10.950.015 ; 0.10

73 109.5

0.15log 10.6 log 10.78

0.10

IB IB

IB

IB

IB

n mole n mole

CpH pK

C

+

+

+

= = = =

= + = + =

Page 15: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 15 de 29

Données Espèce chimique Nature Résolution

1.00 mole d’ammoniac et

1.00 mole de chlorure

d’ammonium 4 3;NH NH

+ Af et Bf conjugués (6)

3

4

1log 9.24 log 9.24

2

NH

BH

NH

CpH pK

C+

+

= + = + =

Variation de pH si on

ajoute 10 cm3 de

1.0NaOH M à 100 cm3

au mélange précédent

4 3 2NH OH NH H O

+ −+ → + Af et Bf conjugués (6)

4 3

L'addition de 10 de 1 correspond à l'addition de 0.01 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.1 0.1

Addition 0.01

Réaction 0.01 0.01 0.01

Après 0.09 0 0.11

0.09Concentration

0.1

ml NaOH M OH

n NH OH NH

+ −

+

− − +

3

4

4

0.110

1 0.11

0.11log 9.24 log 9.33 0.09

0.09

NH

NH

NH

C

pH pK pHC

+

+

= + = + = → ∆ =

Même question si ajoute

50 cm3 au mélange de

départ 4 3 2

NH OH NH H O+ −+ → + Af et Bf conjugués (6)

4 3

L'addition de 50 de 1 correspond à l'addition de 0.05 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.1 0.1

Addition 0.05

Réaction 0.05 0.05 0.05

Après 0.05 0 0.15

0.05Concentration

0.1

ml NaOH M OH

n NH OH NH

+ −

+

− − +

3

4

4

0.150

5 0.15

15log 9.24 log 9.717 0, 48

5

NH

NH

NH

C

pH pK pHC

+

+

= + = + = → ∆ =

Page 16: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 16 de 29

Même question si ajoute

100 cm3

4 3 2NH OH NH H O

+ −+ → + Bf (5)

4 3

L'addition de 100 de 1 correspond à l'addition de 0.1 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.1 0.1

Addition 0.05

Réaction 0.1 0.05 0.1

Après 0 0 0.2

0.2Concentration 0 0 1

0.2

ml NaOH M OH

n NH OH NH

pH

+ −

+

− − +

=

=4 3

1 1 1 17 log 7 9.24 log1 11.62 2.38

2 2 2 2NHNH

pK C pH++ + = + × + = → ∆ =

Données Espèce chimique Nature Résolution

18.8 g d’oxalate de

sodium par litre

2

2

2 4 2 4

2

2 4 2 2 4

OX HOX

NaC O Na C O

C O H O HC O OH

+ −

− − −

→ +

+ +⇌��� �����

Bf (5)

2

2

2 2

2

18.80.14

134

1 1 1 17 log 7 4.21 log 0.14 8.68

2 2 2 2

On utilise le de puisque la réaction d'hydrolyse

implique le deuxième système de dissociation de

OXn mole

pH pK C

pK H OX

H OX

− = =

= + + = + × + =

Page 17: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 17 de 29

1 litre de la solution

précédente + 300 cm3

d’ 0.35HCl M

2

3 2OX H O HOX H O

− + −+ +⇌

Af et Bf conjugués

(6)

3

2

3

L'addition de 300 de 0.35 correspond à l'addition de 0.105 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.14

Addition 0.105

Réaction 0.105 0.105 0.105

Après 0.035 0 0.105

Concentr

ml HCl M H O

n OX H O HOX

+

− + −→

+

− − +

2

2

0.035 0.105ation 0

1.3 1.3

0.035log 4.21 log 3.72

0.105

OX

HOX

CpH pK

C

= + = + =

1 litre de la même

solution + 400 cm3

d’ 0.35HCl M

3 2 2

2

2 3

HOX H O H OX H O

HOX H O OX H O

− +

− − +

+ +

+ +

Ampholyte (8.3)

3

2

3

L'addition de 400 de 0.35 correspond à l'addition de 0.14 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.14

Addition 0.14

Réaction 0.14 0.14 0.14

Après 0 0 0.14

0.1Concentration 0 0

ml HCl M H O

n OX H O HOX

+

− + −→

+

− − +

1 2

4

1.4

On se trouve en présence de Ampholyte

1.23 4.212.72

2 2

HOX

pK pKpH

−→

+ += = =

Page 18: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 18 de 29

Données Espèce chimique Nature Résolution

0.020 mole de 4 2 7

H PO et

0.070 mole de

NaOH pour un volume

de 1.0 litre

4 2 7 3 2 7 2 1

2

3 2 7 2 2 4 2 2

2 3

2 2 4 2 7 2 3

3 4

2 7 2 7 2 4

H PO OH H PO H O pK

H PO OH H PO H O pK

H PO OH HPO H O pK

HPO OH PO H O pK

− −

− − −

− − −

− − −

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

Polyacide et base forte

(8.7)

2 3 4

74 2 7 3 2 7 2 2 2 7 2 7

4

Avant 0.02

Réaction 1 0.02 0.02 0.02

Réaction 2 0.02 0.02 0.02

Réaction 3 0.02 0.02 0.02

Réaction 4 0.01 0.01 0.01

Après 0 0 0 0.01 0.01 0

Concentration 0 0 0 0.01 0.01 0

n H P O H P O H P O HP O P O OH

pH pK

− − − − −

− + −

− + −

− + −

− + −

+ +

+

= +4

2 7

32 7

0.01log 9.32 log 9.32

0.01

P O

HP O

C

C

= + =

Données Espèce chimique Nature Résolution

0.30 mole d’acide

borique et 0.10 mole de

NaOH pour un volume

de 300 cm3

3 3 2 3 2 1H BO OH H BO H O pK

− −+ → +

Polyacide et base forte

(8.7)

2 3

3 3

3 3 2 3

3 3 2 3

1

Avant 0.30 0.10

Réaction 0.10 0.10 0.10

Après 0.20 0 0.10

0.20 0.1Concentration 0

0.3 0.3

Mélange de et

1log 9.22 log 8.92

2

H BO

H BO

n H BO OH H BO

H BO H BO

C

pH pKC

− −

− − +

= + = + =

Page 19: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 19 de 29

pH si on ajoute 10 cm3

de 0.10HCl M à la

solution précédente 2 3 3 3 3 2

H BO H O H BO H O− ++ +⇌ Af et Bf conjugués (6)

3

3

3 3 2 3 3

L'addition de 10 de 0.10 correspond à l'addition de 0.001 mole de

Variation de la composition du milieu

Avant 0.200 0.100

Addition 0.001

Réaction 0.001 0.001 0.001

Après 0.201 0.099

cm HCl M H O

n H H H OBO BO

+

− +→

+

+ − −

2 3

3 3

1

0

0.201Concentration 0

0.31

0.099log 9.22 log 8.91

0.201

0.099

0.31

H BO

H BO

C

pH pKC

= + = + =

Page 20: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 20 de 29

Tableau des pKa

HI I –

–11

HBr Br –

–9

HClO4 ClO4–

–8

HCl Cl–

–7

H2SO4 HSO4–

–3

acides forts

(plus forts que H3O +)

HI, HBr, HCl, HClO4, HNO3, H2SO4

bases négligeables

hydronium H3O + H2O eau –1,74

chlorique HClO3 ClO3– chlorate –1

trichloroéthanoïque CCl3COOH CCl3COO – trichloroéthanoate 0,70

chromique H2CrO4 HCrO4–

hydrogénochromique 0,74

hexaqua thallium(III) Tl(H2O)63+ Tl(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo thallium(III) 1,14

oxalique H2C2O4 HC2O4–

Hydrogénoxalate 1.27

dichloroéthanoïque CHCl2COOH CHCl2COO - dichloroéthanoate 1,30

oxalique HOOCCOOH HOOCCOO – hydrogénooxalate 1,30

diphosphorique H4P2O7 H3P2O7–

trihydrogénodiphosphate 1.52

sulfureux H2SO3 H2SO3– hydrogénosulfite 1,76

hydrogénosulfate HSO4- SO4

2 – sulfate 1,92

chloreux HClO2 ClO2– chlorite 2,0

phosphorique H3PO4 H2PO42 – dihydrogénophosphate 2,15

trihydrogénodiphosphate H3P2O7–

H2P2O7–

dihydrogénodiphosphate 2,36

fluoréthanoïque CH2FCOOH CH2FCOO – fluoréthanoate 2,57

haxaqua gallium(III) Ga(H2O)63+ Ga(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo gallium(III) 2,62

chloroéthanoïque CH2ClCOOH CH2ClCOO – chloroéthanoate 2,86

bromoéthanoate CH2BrCOOH CH2BrCOO – bromoéthanoate 2,90

hexaqua vanadium(III) V(H2O)63+ V(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo vanadium(III) 2,92

hexaqua fer(III) Fe(H2O)63+ Fe(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo fer(III) 3,0

fluorhydrique HF F – fluorure 3,14

iodoéthanoïque CH2ICOOH CH2ICOO - iodoéthanoate 3,16

nitreux HNO2 NO2– nitrite 3,29

cyanique HOCN OCN – cyanate 3,66

hexaqua indium(III) In(H2O)63+ In(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo indium(III) 3,7

méthanoïque HCOOH HCOO – méthanoate 3,75

lactique CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOO – lactate 3,86

benzoïque C6H5COOH C6H5COO – benzoate 4,20

hydrogénoxalique HC2O4–

C2O42 –

oxalate 4,27

anilinium C6H5NH3+ C6H5NH2 aniline 4,58

éthanoïque CH3COOH CH3COO – éthanoate 4,76

propanoïque CH3CH2COOH CH3CH2COO – propanoate 4,87

Page 21: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 21 de 29

hexaqua scandium(III) Sc(H2O)63+ Sc(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo scandium(III) 4,93

hexaqua aluminium(III) Al(H2O)63+ Al(OH)(H2O)5

2+ pentaqua hydroxo aluminium(III) 4,95

pyridinium C5H5NH + C5H5N pyridine 5,18

hydroxylammonium NH3OH + NH2OH hydroxylamine 6,00

dioxyde de carbone CO2 + H2O HCO3– hydrogénocarbonate 6,35

hydrogénochromate HCrO4–

CrO42 –

chromate 6,49

dihydrogénodiphosphate H2P2O72 –

HP2O73 –

hydrogénodiphosphate 6,60

hydrogénosulfite HSO3–

SO32 –

sulfite 7,19

dihydrogénophosphate H2PO4– HPO4

2 – hydrogénophosphate 7,20

sulfhydrique H2S HS – hydrogénosulfure 7,24

hypochloreux HClO ClO - hypochlorite 7,30

hydroxylammonium NH3OH+

NH2OH hydroxylamine 8,02

hydrazineammonium H2N-NH3+

H2N-NH2 hydrazine 8,48

hexaqua zinc(II) Zn(H2O)62+ Zn(OH)(H2O)5

+ pentaqua hydroxo zinc(II) 8,96

hexaqua cadmium(II) Cd(H2O)62+ Cd(OH)(H2O)5

+ pentaqua hydroxo cadmium(II) 9,0

borique H3BO3 H2BO3– borate 9,23

hydrogénophosphate HP2O73 –

P2O74 –

diphosphate 9.25

ammonium NH4+ NH3 ammoniac 9,25

cyanhydrique HCN CN – cyanure 9,31

anilinium C6H5NH3+ C6H5NH2 aniline 9,37

triméthylammonium (CH3)3NH+ (CH3)3N triméthylamine 9,90

phénol C6H5OH C6H5O - phénolate 10,0

hydrogénocarbonate HCO3- CO3

2- carbonate 10,33

R-ammonium R-NH3+

R-NH2 amine 10,61

éthylammonium C2H5NH3+ C2H5NH2 éthylamine 10,67

méthylammonium CH3NH3+ CH3NH2 méthylamine 10,72

diéthylammonium (C2H5)2NH2+ (C2H5)2NH diéthylamine 11,00

diméthylammonium (CH3)2NH2+ (CH3)2NH diméthylamine 11,02

H2O2 HO2–

11,60

hydrogénophosphate HPO42- PO4

3- phosphate 12,38

hydrogénosulfure HS - S

2- sulfure 14,92

eau H2O OH - hydroxyde 15,75

acides négligeables

bases fortes

(plus fortes que OH -)

O 2-, NH2

-, alcoolate

CH3–CH2–OH CH3–CH2–O –

15,90

H–C≡C–H H–C≡C – 26

OH –

O 2 –

29

NH3 NH2–

36

CH3–CH3 CH3–CH2–

42

Page 22: LepH.pdf

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Page 23: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 23 de 29

Page 24: LepH.pdf

21/02/2009 – Page 24 de 29

Page 25: LepH.pdf

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