Sommaire
1Rappeler l'expression du pH d'une solution en fonction du pK_A 2Relever la concentration en dioxyde de carbone dissous 3Relever la concentration en ion hydrogénocarbonate 4Effectuer l'application numérique Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.
Dernière modification : 24/10/2018 - Conforme au programme 2019-2020
Le pH d'une eau de pluie "propre" est légèrement acide. Cette acidité naturelle est due pour l'essentiel au dioxyde de carbone dissous, noté \ce{CO2,H2O}\left(aq\right). Il forme, avec l'ion hydrogénocarbonate, le couple acido-basique \ce{CO2,H2O}\left(aq\right)/\ce{HCO3-}\left(aq\right). À l'aide des concentrations dans les eaux de pluies de ces deux espèces et de leur pK_A, on en déduit le pH.
Un eau de pluie récoltée possède une concentration en dioxyde de carbone dissous \ce{CO2,H2O}\left(aq\right) de 1{,}2 \times10^{-5} mol.L-1 et une concentration en ions hydrogénocarbonate \ce{HCO3-}\left(aq\right) de 8{,}0 \times10^{-7} mol.L-1. Déterminer le pH de cette eau de pluie.
Donnée : pK_A\left(\ce{CO2,H2O}\left(aq\right)/\ce{HCO3-}aq\right)=6{,}4
Rappeler l'expression du pH d'une solution en fonction du pK_A
On rappelle l'expression du pH d'une solution d'acide/base en fonction du pK_A de la solution et des concentrations en acide et en base présentes :
pH=pK_A+log\left(\dfrac{\left[ \ce{A-} \right]}{\left[ AH \right]}\right)
Avec :
- \left[ AH \right] la concentration de l'espèce sous sa forme acide, en mol.L-1
- \left[ A^- \right] la concentration de l'espèce sous sa forme basique, en mol.L-1
L'expression du pH d'une solution d'acide/base en fonction du pK_A de la solution et des concentrations en acide et en base présentes est :
pH=pK_A+log\left(\dfrac{\left[ \ce{A-} \right]}{\left[ AH \right]}\right)
Relever la concentration en dioxyde de carbone dissous
On relève dans l'énoncé la concentration en dioxyde de carbone dissous \ce{CO2,H2O}\left(aq\right). Elle s'exprime en mol.L-1.
La concentration en dioxyde de carbone est :
\left[ \ce{CO2,H2O}\left(aq\right) \right]=1{,}2 \times10^{-5} mol.L-1
Relever la concentration en ion hydrogénocarbonate
On relève dans l'énoncé la concentration en ion hydrogénocarbonate \ce{HCO3-}\left(aq\right). Elle s'exprime en mol.L-1.
La concentration en ion hydrogénocarbonate est :
\left[ \ce{HCO3-}\left(aq\right) \right]=8{,}0 \times10^{-7} mol.L-1
Effectuer l'application numérique
On effectue l'application numérique et on obtient le pH de l'eau de pluie.
On a donc :
pH=pK_A+log\left(\dfrac{\left[ \ce{HCO3-} \right]}{\left[ \ce{CO2,H2O} \right]}\right)
pH=6{,}4+log\left(\dfrac{8\times10^{-7} }{1{,}2 \times10^{-5}}\right)
pH=5{,}2