Etablir un diagramme de prédominanceMéthode

Afin d'étudier la dissolution d'une espèce acido-basique, on trace un diagramme de prédominance. Pour tracer un tel diagramme, on utilise le pK_a du couple acido-basique \ce{AH/A-} considéré.

Le couple ion ammonium/ammoniac (\ce{NH4+/NH3}) a un K_a de 6,3\times10^{-10}. Réaliser le diagramme de prédominance afin de placer l'espèce acide et l'espèce basique.

Etape 1

Relever la valeur de la constante d'acidité K_a ou le pK_a du couple \ce{AH/A-}

On relève la constante d'acidité K_a du couple \ce{AH/A-} fournie dans l'énoncé.

Si le pK_a est fourni, on passe directement à l'étape 3.

La constante d'acidité K_a du couple \ce{NH4+/NH3} est donnée dans l'énoncé :

K_a=6,3\times10^{-10}

Etape 2

Calculer le pK_a du couple \ce{AH/A-}

On calcule le pK_a du couple \ce{AH/A-} à partir de la constante d'acidité en utilisant la définition du pK_a : pK_a = - log\left(K_a\right).

Or, on sait que :

pK_a = - log\left(K_a\right)

On obtient :

pK_a = - log\left(6,3\times10^{-10}\right)

pK_a = 9,2

Etape 3

Tracer un axe gradué de 0 à 14

On trace un axe gradué de 0 à 14 représentant l'échelle de pH.

On trace un axe de pH gradué de 0 à 14 :

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Etape 4

Placer le pK_a sur l'échelle de pH

On place le pK_a sur l'échelle de pH.

On place le pK_a du couple sur l'échelle de pH :

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Etape 5

Rappeler le critère permettant de placer l'espèce acide \ce{AH} et l'espèce basique \ce{A-}

On rappelle le critère permettant de placer l'espèce acide \ce{AH} et l'espèce basique \ce{A-} sur l'échelle de pH :

  • L'espèce acide est prédominante quand le pH est inférieur au pK_a.
  • L'espèce basique est prédominante quand le pH est supérieur au pK_a.

Or, on sait que :

  • L'espèce acide \ce{NH4+} est prédominante quand le pH est inférieur au pK_a.
  • L'espèce basique \ce{NH3} est prédominante quand le pH est supérieur au pK_a.
Etape 6

Conclure en plaçant les espèces acide et basique sur l'échelle de pH

On conclut en plaçant les espèces acide et basique sur l'échelle de pH. On obtient le diagramme de prédominance du couple \ce{AH/A-}.

En plaçant les espèces acide et basique sur l'échelle de pH, on obtient le diagramme de prédominance du couple \ce{NH4+/NH3} :

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