Chimie Tle C,D,E : Les acides forts

On obtient une solution aqueuse d'acide chlorhydrique en dissolvant du gaz chlorure d'hydrogène HCl dans l'eau. Cette dissolution très exothermique et totale se traduit par l'équation bilan :

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-

Caractère ionique total de la solution d'acide chlorhydrique

Une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration C_a = 10^-2 mol/L a un pH = 2 à 25°C. Calculer les concentrations des espèces présentes dans la solution. Conclure

Définitions préalables :

Une espèce chimique A est minoritaire par rapport à une espèce chimique B si

[A] / [B] 10^-2

Une espèce chimique A est ultra minoritaire par rapport à une espèce chimique B si

[A] / [B] 10^-4

Bilan des espèces chimiques présentes dans la solution H₃O⁺ ; OH^- ; Cl^-; H₂O ;

Calcul des concentrations :

A partir du pH : [H₃O⁺] =10^-pH = 10^-2 mol/L

En utilisant le Ke : Ke = [H₃O⁺].[OH^-] →[OH^-]= Ke / [H₃O⁺ ] = 10^-14 /10^-2 = 10^-12 mol/L

Les ions OH^- sont ultra minoritaires par rapport aux ions H₃O⁺

Electroneutralité de la solution : [H₃O⁺] = [OH^-] +[Cl^-]→ [Cl^-] ≈[H₃O⁺] car

[OH^-] [H₃O⁺] ; alors [Cl^-]= 10^-2 mol/L

On constate que : [H₃O⁺]= [Cl^-]= Ca = 10^-2 mol/L. La réaction d'ionisation de HCl est donc totale. L'acide chlorhydrique est un acide fort.