c. Solutions diluées.
On considère la même solution qu'au b.
Ecrire l'expression de [H3O+]f à l'équilibre en fonction de c, de Ke, du volume V de la solution et de l'avancement final xf de la réaction se produisant entre H3O+ et HO- lors de l'établissement de l'équilibre.
Ecrire l'expression de [HO-(aq)]f à l'équilibre en fonction de Ke, de xf et de V.
En déduire une relation (1) entre [H3O+]f , [HO-(aq)]f et c.
On suppose que la solution est peu diluée : c=10-3 mol.L-1 par exemple.
Dans la relation (1), quel terme peut-on négliger ?
Que devient alors cette relation (1) ?
On suppose maintenant que la solution est très diluée : c=10-10 mol.L-1.
Est-il possible pour cette solution d'avoir [H3O+]f=c à l'équilibre ?
Quelle valeur approchée du pH et de [H3O+]f peut-on plutôt prévoir ?
La relation (1) est-elle compatible avec cette prévision ?
Remarques :
On peut obtenir la relation (1) plus simplement en écrivant que la solution est électriquement neutre :
On peut obtenir à partir de (1) une relation entre [H3O+]f , Ke et c qui constitue une équation du 2nd degré d'inconnue [H3O+]f . La solution positive de cette équation tend vers c lorsque , et vers lorsque . Avis aux amateurs ...