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13
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L .
>• Q.
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l ’acide conjugué de CO^^". Prédomine dans le domaine de pH ;
1 < pH < p^^,/- 1, soit
7,4 < p H < 11,3.
CO3““ prédomine pour pH >
1 = 11,3L’échelle de prédominance simplifiée est la suivante :
H2C O 3
HCO3pH
6 ,4
10,3
14
Le carbonate de sodium Na^CO^ est dissocié dans l’eau selon :
Na,C0 3 ^ 2 Na^+C03^Na^est un ion indifférent et CO3““ est une base faible dans l’eau.
Le pH de la solution de carbonate de sodium est le pH d’une solution de base faible, en faisant
l ’hypothèse que la solution est basique et qu’on peut négliger l’autoprotolyse de l’eau :
pH = i( 1 4 + p^„+log[CO3“"]) = ^(14 + 10,3 + log0,l) = ^(14 + 10 ,3-1) = 11,65
Le pH de la solution de carbonate de sodium Na3C 03 vaut 11,65. Le pH calculé est bien supérieur
à 7,5 et aussi supérieur à pA'^^ + 1 = 11,3. Nous pouvions donc bien utiliser la relation approchée
pour le pH d’une solution de base faible.
On mélange Na3C 03 0,1 M et NaHC03 0,05 mol • L"'. La dissolution de ces deux sels donne les
ions C O 3 ““ et les ions H C O 3 " . L’espèce C O 3 -“ est la base conjuguée de l’acide H C O 3 “ :
HCO3
Le pA'^^ de ce couple vaut 10,3 et on peut écrire ;
[Base].
CO32- +
_
D’où : pH = 10,3 + log
0,
0 ,0 5
pH = p/:„+log[Acidej^q
= 1 0 ,3 + 0 ,3 = 1 0 ,6
= P^.+log
[CO3
[HCO,7.5 NaOOCH est complètement dissocié en solution pour donner Na^et HCOO“. Na+ est un ion
indifférent du point de vue acido-basique, il ne réagit pas avec l’eau. L’ion HCOO"est une base
faible qui réagit sur l’eau selon : HCOO" + H^O
HCOOH + OH”
Les espèces présentes en solution sont : Na"^, H30^, OH", HCOO" et HCOOH.
La protonation de la base HCOO" est faible, son pA'^^ étant petit et sa concentration étant élevée.
L’espèce HCOOH n’est donc pas prédominante.
Les protons provenant de l ’autoprotolyse de l’eau et les ions hydroxydes provenant de la protonation
de la base sont minoritaires car les deux équilibres suivants sont peu déplacés vers la droite :
2 H2O ,
HCOO' + H^O
H ,0 ^+O H
HCOOH + OH"
Les espèces prédominantes dans l’eau sont donc ; HCOO" et Na^.
La solution obtenue est basique car HCOO” est une base qui réagit partiellement sur l’eau en
produisant des ions OH”. Donc [OH"] > [H30"^j donc pH > 7.
Nous pouvons utiliser la relation approchée pour le calcul d’une solution de base faible, en
supposant que les ions hydroxyde provenant de l’autoprotolyse de l’eau sont négligés devant
ceux provenant de la dissociation de l’acide et que la protonation de la base est faible :
pH = i( 1 4 + pir„ + log[HCOO-],) = i( 1 4 + 3,8 + log(0,l)) = i( 1 4 + 3 ,8 -l) = 8,4
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