Corrigés des exercices
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
Remarque. Dans la solution d’acide sulfurique, HSO 4
– n’était dissocié qu’à 17,6 %, alors que
dans l’eau, il l’est à 39 %. On constate l’effet d’inhibition que les ions H 3 O
+ libérés par la
première acidité de l’acide sulfurique exercent sur la déprotonation des ions HSO 4
– (effet d’ion
commun).
d) (i) Dissolution de Na 2 SO 4 et équilibre de protonation de SO 4
2– :
Na 2 SO 4 (s)
2 Na + (aq) + SO 4
2– (aq)
SO 4
2– + H 2 O
H S O 4
– + OH –
SO 4
2– est une base très faible (pK A = 1,9). Sa concentration vaut : c = 5.10
–2 mol.L
–1
.
Position de l’équilibre de protonation de SO 4
2– ?
pK A – log c = 1,9 – log 5.10 –2 = 3,2
pK A – log c < 12 ⇒ SO 4
2– faiblement protonée.
Ce résultat est absurde ; en présence d’une base, le pH est supérieur à 7. De plus la valeur de pH
obtenue est proche de 7. Le calcul doit donc être recommencé en tenant compte de l’autoprotolyse
de l’eau. En revanche, la base SO 4
2– étant très faible (pK A = 1,9), elle est très faiblement protonée,
comme mentionné ci-dessus : [SO 4
2– ] ≈ c.
Espèces en solution : SO 4
2– ; HSO 4
– ; Na
+ ; OH
– ; H 3 O
+
Constantes d’équilibre.
=10
–1,9 = 1,26.10 –2
K e = [H 3 O + ] × [OH – ] = 10 –14
Électroneutralité (EN) : 1 × [H 3 O + ] + 1 × [Na + ] = 1 × [HSO 4
– ] + 2 × [SO 4
2– ] + 1 × [OH – ]
Conservation de la matière (CM) : c = [SO 4
2– ] + [HSO 4
–
] ≈ c
et : c = [Na
+
]/2
Méthode : exprimer [HSO 4
– ] et [SO 4
2– ] en fonction de [H 3 O
+ ], puis reporter dans K A .
Calcul :
(EN) – (CM) ⇒ [SO 4
2–
] = c + [H 3 O
+
] – [OH
–
] (≈ c, car [H 3 O
+
] et [OH
–
] ont des valeurs très faibles).
En reportant [SO 4
2– ] dans CM, on obtient :
[HSO 4
– ] = [OH – ] – [H 3 O + ] =
En reportant [SO 4
2– ] et [HSO 4
– ] dans K A :
H 2 O
pH = 7 +
1
2
pK A +
1
2
logc = 7 +
1,9
2
+
1
2
log5.10
−2
= 6,65
K A =
[SO 4
2− ][H 3 O
+ ]
[HSO 4
− ]
K e
[H 3 O
+ ]
− [H 3 O
+ ]
K A =
c × [H 3 O
+ ]
K e
[H 3 O
+ ]
− [H 3 O
+ ]
=
c × [H 3 O
+ ]
2
K e − [H 3 O
+ ]
2