CHIMIE Tles C, D & E : Réaction entre une base faible et un acide fort

On dose un volume V_B = 10 mL d'ammoniac de concentration C_B inconnue par une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire C_A = 10^-2 mol.L^-1.

Le tableau de mesure du pH en fonction du volume de soude versé permet de tracer la courbe ci-dessous.

La courbe change deux fois de concavité ; elle présente deux points d'inflexion :

• Le point d'équivalence E ;

• Le point de demi-équivalence E_1/2.

Les coordonnées du point d'équivalence E sont déterminées par la méthode des tangentes.

L'équivalence est atteinte lorsque la quantité de matière d'ions H₃O⁺ apportés par l'acide est égale à la quantité de matière de molécules NH₃ présentes dans la solution basique.

D’où ${\mathrm{n}}_{({\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}})}={\mathrm{n}}_{({\mathrm{NH}}_3)}\mathrm{\Rightarrow }{\mathrm{C}}_{\mathrm{a}}{\mathrm{V}}_{\mathrm{aE}}={\mathrm{C}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{V}}_{\mathrm{b}}$

A l'équivalence, la solution obtenue renferme des ions ammonium NH₄⁺ ayant un caractère acide. Donc pH_E < 7.

Le volume d'acide versé, V_a1/2 est la moitié de celui ajouté à l'équivalence V_aE.

${\mathrm{V}}_{\mathrm{a}1/2}=\frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{aE}}}{2}$

La concentration en base NH₃ est égale à la concentration en acide conjugué NH₄⁺ : [NH₃] = [NH₄⁺].

$\mathrm{pH}=\mathrm{pKa}+\log (\frac{{\mathrm{NH}}_3}{{\mathrm{NH}}_4^{\mathrm{+}}})$ devient $\mathrm{pH}=\mathrm{pKa}$