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On considère une solution aqueuse d'un acide fort HA. La concentration molaire de cette solution est notée c et la concentration en ion hydronium est notée h. Equation bilan de la dissolution de cet acide HA + H2O --> A- + H3O+. Les caractéristiques de cette réaction sont : réaction totale et exothermique. On peut assimiler c et h si : la solution n'est pas trop concentrée (c < 0,05 mol/L) sinon il faut tenir compte des interactions entre les ions et la relation entre c et h n'est pas aussi simple que pH = -log c. si la solution est très diluée c <10-6 mol/L il faut tenir compte des ions issus de l'autoprotolyse de l'eau.
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L'acide nitrique HNO3 est un acide fort. Je détermine la concentration molaire de cette solution commerciale à partir des indications du fabricant : % en acide nitrique 64% ; densité d=1,38 ; H=1 ; N=14 ; O=16 ; Na=23 g/mol masse de 1 L de solution : 1,38 kg = 1380 g masse d'acide pur : 1380 *0,64 = 883,2 g masse molaire HNO3 : 1+14+3*16 = 63 g/mol concentration : 883,2 /63 = 14 mol/L. Quelle dilution faut il opérer pour pouvoir doser une prise d'essai de 10 mL de solution d'acide nitrique par une solution de soude centimolaire de sorte que le volume à l'équivalence soit égal à 12,5 mL dosage acide fort par une base forte : à l'équivalence CaVa =Cb Vb 10 * Ca = 12,5 *0,01 soit Ca = 0,0125 mol/L facteur de dilution : 14 / 0,0125 = 1120 donc le volume de solution mère à prélever est : 1000 /1120 = 0,9 mL fiole jaugée de 1L ; pipette graduée 0,9 mL + pipeteur ; bécher Le pH de la solution diluée est : pH= -log (0,0125) = 1,9.
réaction du dosage : H3O+ + HO- donne 2H2O constante K = 1 /( [ H3O+ ][HO-] = 1 /10-14 = 1014. K est grand, la réaction est totale et quantitative. le pH à l'équivalence d'un dosage acide fort base forte est pH=7. à la demi équivalence, l'acide est en excès de : 0,005 *0,0125 =6,25 10-5 mol dans (10 +6,25 )mL de solution . concentration de l'acide : 6,25 10-5 / 0,01625 = 3,84 10-3 mol /L pH = -log 3,84 10-3 = 2,42 . à la double équivalence, la soude est en excès de : 0,0125 *0,01 =1,25 10-4 mol dans (10 +25 )mL de solution . concentration de la soude : 1,25 10-4 / 0,035 = 3,6 10-3 mol /L pH = 14 + log 3,6 10-3 = 11,6 . On fait évaporer l'eau de la solution obtenue à l'équivalence. à l'équivalence la solution est une solution de nitrate de sodium NaNO3 : masse molaire : 23 +14+3*16 = 85 mol/L Qté de matière : 12,5*0,01 = 0,125 mmol = 1,25 10-4 mol masse des cristaux après évaporation : 1,25 10-4 * 85 = 10,6 mg.
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