Calcul du pH d’une Pluie Acide
Comprendre le Calcul du pH d’une Pluie Acide
Les pluies acides sont un phénomène environnemental causé par la dissolution des oxydes de soufre et d’azote dans l’atmosphère, formant des acides qui retombent ensuite sur la terre sous forme de précipitations.
Cet exercice vise à sensibiliser les élèves aux impacts environnementaux des activités industrielles et à leur apprendre à calculer le pH des solutions acides.
Données:
- La concentration en acide sulfurique (H₂SO₄) dans une échantillon de pluie a été mesurée à 0,002 mol/L.
- La constante de dissociation (\(Ka\)) de \(H_2SO_4\) pour la première dissociation est \(1 \times 10^{3}\) (acide fort).
Questions:
Calculez le pH de l’échantillon de pluie en assumant que l’acide sulfurique se dissocie complètement dans l’eau.
Correction : Calcul du pH d’une Pluie Acide
Étape 1: Équation de Dissociation
La molécule d’acide sulfurique \( H_2SO_4 \) en solution aqueuse se dissocie complètement en ions selon l’équation :
\[ H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-} \]
Étape 2: Calcul de la Concentration des Ions Hydrogène \([H^+]\)
- Concentration initiale de \( H_2SO_4 \): 0,002 mol/L
- Nombre d’ions \( H^+ \) produits par molécule de \( H_2SO_4 \)}: 2
La concentration en ions hydrogène est calculée comme suit :
\[ [H^+] = 2 \times \text{Concentration de } H_2SO_4 \] \[ [H^+] = 2 \times 0,002 \, \text{mol/L} \] \[ [H^+] = 0,004 \, \text{mol/L} \]
Étape 3: Calcul du pH
Le pH est calculé en utilisant la formule suivante :
\[ pH = -\log[H^+] \]
Substituant la valeur de \([H^+]\) obtenue :
\[ pH = -\log(0,004) \]
Utilisation d’une calculatrice pour trouver le logarithme :
\[ \log(0,004) \approx -2,3979 \]
\[ pH = -(-2,3979) = 2,3979 \]
Réponses aux Questions:
- Le pH calculé est d’environ 2,40, indiquant une acidité élevée de la pluie.
- Un pH aussi bas peut être nocif pour la faune et la flore aquatiques, endommageant les membranes cellulaires et causant des perturbations métaboliques.
- Les mesures pour réduire l’impact des pluies acides incluent la réduction des émissions de polluants et le reboisement, qui aide à absorber le CO2 et améliore la qualité de l’air.
Calcul du pH d’une Pluie Acide
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