L’Équilibre entre Acide et Base

L’Équilibre entre Acide et Base

Comprendre L’Équilibre entre Acide et Base

L’acide chlorhydrique (HCl) est un acide fort, tandis que l’hydroxyde de sodium (NaOH) est une base forte.

Lorsqu’ils sont mélangés dans des proportions stœchiométriques appropriées, ils réagissent ensemble pour former de l’eau et du chlorure de sodium (NaCl), dans une réaction de neutralisation.

Questions:

  1. Écrire l’équation chimique de la réaction de neutralisation entre l’acide chlorhydrique et l’hydroxyde de sodium.
  2. Calculer le volume d’hydroxyde de sodium à 0,5 M nécessaire pour neutraliser complètement 25 mL d’acide chlorhydrique à 0,5 M.
  3. Déterminer le pH de la solution après neutralisation. (Considérez que la réaction est complète et que les produits n’affectent pas significativement le pH).

Données:

  • Volume d’acide chlorhydrique (V₁) = 25 mL
  • Concentration d’acide chlorhydrique (C₁) = 0,5 M
  • Concentration d’hydroxyde de sodium (C₂) = 0,5 M

Rappels

  • pH d’une solution neutre = 7
  • Équation de neutralisation : acide + base → sel + eau
  • Pour une réaction complète, la quantité de matière d’acide doit être égale à la quantité de matière de base.

Correction : L’Équilibre entre Acide et Base

1. Écrire l’équation chimique de la réaction

La réaction chimique entre l’acide chlorhydrique (HCl) et l’hydroxyde de sodium (NaOH) pour former du chlorure de sodium (NaCl) et de l’eau (H2O) est la suivante :

HCl + NaOH -> NaCl + H2O

Cette équation montre un rapport stœchiométrique 1:1 entre l’acide chlorhydrique et l’hydroxyde de sodium, ce qui signifie qu’une mole d’HCl réagit avec une mole de NaOH pour produire une mole de NaCl et une mole d’eau.

2. Calculer le volume d’hydroxyde de sodium nécessaire

Pour trouver le volume d’hydroxyde de sodium nécessaire pour neutraliser l’acide chlorhydrique, nous utilisons la relation entre la concentration (\(C\)), le volume (\(V\)) et la quantité de substance (\(n\)), exprimée par la formule

\[ C = \frac{n}{V} \]

où \(C\) est en mol/L (M), \(n\) en moles, et \(V\) en litres (L).

  • Quantité de matière d’HCl :

\[ n = C \times V \] \[ = 0.5\, \text{M} \times 0.025\, \text{L} \] \[ n = 0.0125\, \text{moles} \]

  • Quantité de matière de NaOH nécessaire :

Comme la réaction est 1:1, la quantité de matière d’NaOH nécessaire est également de 0.0125 moles.

  • Volume d’hydroxyde de sodium nécessaire :

\[ V = \frac{n}{C} = \frac{0.0125\, \text{moles}}{0.5\, \text{M}} \] \[ V = 0.025\, \text{L} = 25\, \text{mL} \]

Donc, 25 mL d’hydroxyde de sodium à 0.5 M sont nécessaires pour neutraliser complètement 25 mL d’acide chlorhydrique à 0.5 M.

3. Déterminer le pH de la solution après neutralisation

Après la réaction de neutralisation, la solution contient principalement du chlorure de sodium (NaCl) dissous dans l’eau.

Le chlorure de sodium étant un sel neutre (provenant d’un acide fort et d’une base forte), il n’affecte pas significativement le pH de la solution.

La solution résultante est donc neutre, avec un pH égal à 7.

Conclusion

Cette correction montre que pour neutraliser 25 mL d’acide chlorhydrique à 0,5 M, il faut utiliser 25 mL d’hydroxyde de sodium à 0,5 M.

La réaction produit de l’eau et du chlorure de sodium, résultant en une solution neutre avec un pH de 7.

L’Équilibre entre Acide et Base

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