Chimie des eaux

Réactions acide-base — Exercices et problèmes

Note: sauf indication contraire dans l'énoncé de la question, on négligera les effets de force ionique.

4.1
À l'aide des valeurs de pKW en fonction de la température ci-dessus, calculez l'enthalpie de la réaction de dissociation de l'eau. On utilisera un graphique et un calcul de régression linéaire. 56.57.kJ.mol-1 — Solution détaillée


4.2
Calculez le pH des solutions suivantes:
  1. une solution 2×10-4M d'un acide de pKa=6.7;
  2. une solution 2×10-4M d'un acide de pKa=3.9.
On utilisera toutes les hypothèses simplificatrices valides et on les justifiera a posteriori. a) 5.21; b) 3.97 (α=54%)


4.3
Un acide en solution à une concentration 0.001M est dissocié à 10%. Quel est son pKa ? 4.95


4.4
Le pH d'une solution 10-5M d'un acide est 5.12. Quel est son pKa? 4.63


4.5
Calculez le pH d'une solution de base forte à une concentration de (a) 1.77×10-5M et (b) 1.77×10-8M. Donnez la réponse avec trois chiffres significatifs et discutez la validité des différentes simplifications possibles. a) 9.25; b) 7.04 (6.25 est impossible)


4.6
Calculez le pH et la fraction protonée d'une base B de pKb = 5.12 dans une solution 2×10-2M, 2×10-4M et 2×10-6M. On utilisera toutes les hypothèses simplificatrices valides et on les justifiera a posteriori. 10.59 et 1.9%;; 9.55 et 18%; 8.22 et 82%.


4.7
Montrez que les équations developpées pour le calcul du pH dans les solutions d'une base forte neutre B s'appliquent aussi pour les solutions d'hydroxydes forts tels NaOH ou KOH.  


4.8
Montrez que les équations developpées pour le calcul du pH dans les solutions d'une base faible neutre B s'appliquent aussi pour les solutions de base A¯, la base conjuguée d'un acide faible HA.  


4.9
Calculez le pH et la concentration des espèces dans une solution 0.03M de propanoate de sodium, la base conjuguée de l'acide propanoïque. pH=8.67; [propanoate]=0.029995M


4.10
Calculez le pH d'une solution 10-3M d'acide fluorhydrique HF (a) dans l'eau initialement pure et (b) dans une solution de force ionique I = 0.1. Dans la partie b, on tiendra compte des effets de force ionique. a) 3.27 b) 3.29.


4.11
On prépare une solution en ajoutant 10-3M d'acide hypochloreux HClO et 10-3M de propanoate de sodium. On ajoute ensuite NaOH jusqu'à un pH égal à 7.00. Combien de soude a-t-on ajouté? . 2.774×10-4M


4.12
Construire une feuille de calcul Excel permettant de calculer la concentration des espèces en solution en fonction du pH pour un triacide, tel H3PO4. Utilisez la feuille pour calculer le pH d'une solution 0.05 M d'hydrogénophosphate de sodium Na2HPO4. 9.69 - image Extrait de la solution


4.13
L'acide phosphoreux H3PO3 est un diacide de pKa égaux à 1.3 et 6.7. À l'aide du diagramme pC-pH fourni (image png — document pdf), estimez le pH d'une solution préparée par dissolution de 5×10-4moles de (a) H3PO3   (b) NaH2PO3   ou (c) Na2HPO3 dans un litre d'eau distillée. a) 3.3; b) 5.0; c) 8.7


4.14
On a trouvé le diagramme pC-pH d'un triacide organique H3A (image png — document pdf) dont on a cependant perdu la légende. En tant que Prix Nobel de chimie des eaux 2025, on vous pose les questions suivantes:
  1. De quel acide s'agit-il?
  2. Pour quelle concentration le diagramme est-il construit?
  3. à quell espèce en solution corespond chacune des courbes du diagramme?
  4. Quel serait le pH d'une solution du sel Na2HA dans l'eau initialement pure.
a-c) diagramme étiqueté; d) 7.7


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