1.E15 : Solution d'acide iodhydrique

On fabrique une solution d’acide iodhydrique par “barbotage” d’un volume de \(\pu{20 mL}\) de HI(g) dans \(\pu{1,0 L}\) d’eau liquide. Le gaz se dissout intégralement dans l’eau.

1 Quelle quantité de matière de gaz a été utilisée ?

2 Quelle est la concentration de cette solution en \(\ce{HI}\)

3 Écrire l'équation de la réaction entre \(\ce{HI}\) et l’eau.

4 En supposant que cette réaction est totale, quelle quantité de matière d’ions \(\ce{H3O+}\) a été produite ?

5 Quelle est la concentration en ions oxonium ?

6 Quel est le \(pH\) de la solution ?

Donnée :

Volume molaire \(V_m = \pu{22,4 L*mol-1}\)

Afficher la correction

Le volume molaire \(V_m\) est le volume occupé par \(\pu{1 mol}\) de gaz.

Soit ici : \(\begin{aligned}[t] n(\ce{HI})&= \dfrac{V}{V_m}\\ &= \dfrac{\pu{0,020 L}}{\pu{22,4 L*mol-1}}\\ &= \pu{8,9×10^-4 mol} \end{aligned}\)

\(Concentration = \dfrac{n}{V_{solution}}\)

Soit ici : \(\begin{aligned}[t] [\ce{HI}]&= \dfrac{n(\ce{HI})}{V_{solution}}\\ &= \dfrac{\pu{8,9×10^-4 mol}}{\pu{1,0 L}}\\ &= \pu{8,9×10^-4 mol*L-1} \end{aligned}\)

\(\ce{HI + H2O -> I- + H3O+}\)

La réaction étant totale et les coefficients stœchiométriques égaux à \(\pu{1}\), la quantité de matière d'ion \(\ce{H3O+}\) produite est égale à la quantité de matière de \(\ce{HI}\) introduite.

Donc \(\begin{aligned}[t] n(\ce{H3O+})&= n(\ce{HI}) \\ &= \pu{8,9×10^-4 mol} \end{aligned}\)

\(\begin{aligned}[t] [\ce{H3O+}]&= \dfrac{n(\ce{H3O+})}{V_{solution}}\\ &= \dfrac{\pu{8,9×10^-4 mol}}{\pu{1,0 L}}\\ &= \pu{8,9×10^-4 mol*L-1} \end{aligned}\)

\(\begin{aligned}[t] pH&= -log\left(\dfrac{[\ce{H3O+}]}{c^0}\right)\\ &= -log\left(\dfrac{\pu{8,9×10^-4 mol*L-1}}{\pu{1 mol*L-1}}\right)\\ &= \pu{3,1} \end{aligned}\)