Influence de la force ionique sur le pka
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L3 ChimieTP7 : Influence de la force ionique sur les pH et pKa
I. Introduction
Le but de ce TP est de déterminer les effets de la variation de la force ionique sur les pH et pKa d’un acide fort et d’un acide faible.
II.
Principes
Qu’est ce que la force ionique Elle permet d’apprécier l’encombrement ionique d’une solution : elle correspond à la demi-somme de la concentration de chacun des ions (exprimée en concentration molaire) multipliée par le carré de la charge de l’ion correspondant, soit : I =0,5. Ci.zi²)
Influence de la force ionique sur le pH Afin d’étudier l’influence de la force ionique sur le pH, nous allons mesurer le pH d’une solution d’acide fort. A cette solution nous allons ajouter un sel afin d’augmenter la force ionique. En effet les sels se dissocient en solution augmentant ainsi l’encombrement ionique en solution. En solution nous aurons donc l’acide fort complètement dissocié ainsi que le sel. Les mesures de pH nous permettront d’évaluer les effets de la force ionique sur le pH. En fait le pH mesuré est pH=-log aH+ = -log( H+ *[H+]) où aH+ est l’activité, H+ le coefficient d’activité et [H+] la concentration en ions H+. Dans le cas de solutions peu concentrées, le coefficient d’activité tend vers 1 et on peut donc assimiler l’activité à la concentration. Dans le cas d’une solution concentrée, il faut tenir compte du coefficient d’activité. Les facteurs qui affectent le coefficient d’activité sont la taille effective de l’ion, les autres ions et le solvant qui exercent un champ électrique sur l’ion. Le modèle de Debye-Huckel sert à calculer le coefficient d’activité. Dans la version très simplifiée du modèle, le logarithme du coefficient d'activité du constituant i, de charge zi s'exprime par :
Log
H+=
-0,51. zi²
L3 Chimie
Par conséquent le pH = -log H+ - log [H+] = 0,51. – log [H+]. le tracé de pH = f( ) devrait donc être une droite de pente croissante. L’obtention de cette droite expérimentalement