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Dilution de solution
d'acides
On
dissout V litre de chlorure d'hydrogène gazeux dans 1 L d'eau distillée
; le pH de la solution d'acide chlorhydrique obtenue est pH = 2,9.
Ecrire
l'équation de la dissolution du chlorure d'hydrogène HCl dans l'eau.
HCl (g) + H2O(l)
= H3O+aq + Cl-aq.
Quelle
est la quantité de matière d'ion oxonoium nH3O+ dans 1 L
de solution ?
nH3O+ =V [H3O+aq] = V 10-pH
=1*10-2,9 =1,26 10-3 ~1,3 10-3 mol.
Calculer
V si Vm = 23,8 L
/ mol.
V = nH3O+ Vm =1,26 10-3 *23,8
=3,0 10-2 L.
1L
de solution d'acide éthanoïque est obtenue en dissolvant n =0,10 mol
d'acide éthanoïque pur par litre de solution. Le pH de la
solution
est pH = 2,9.
Quelle
est la quantité de matière d'ion oxonoium nH3O+ dans 1 L
de solution ?
nH3O+ =V [H3O+aq] = V 10-pH
=1*10-2,9 =1,26 10-3 ~1,3 10-3 mol.
Quel
est le taux d'avancement final ?
t = xfin
/ xmax =10-pH / n =1,26 10-3 /0,10
= 1,26 10-2 ~1,3 10-2.
Ecrire
l'équation de la réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau.
CH3-COOH (aq) +
H2O(l) = H3O+aq
+ CH3-COO-aq.
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On dilue la solution d'acide
éthanoïque de concentration c1 = 0,10 mol/L pour
obtenir 100 mL d'une solution fille de concentration c2
= 0,010 mol/L.
Indiquer
le protocole pour réaliser cette dilution.
Facteur de
dilution F = c1/ c2
=10.
Volume de la
pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / 10 = 100 / 10 = 10 mL.
Prélever 10 mL de
solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de 10 mL + pipeteur.
Placer
dans la fiole jaugée de 100 mL et compléter avec de l'eau distillée
jusqu'au trait de jauge. Boucher, agiter pour rendre homogène.
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Le pH de la solution
diluée est 3,4.
Quelle est
la quantité d'ion oxonium n2 présents dans 1 L
de solution fille ?
n2 =10-pH
= 10-3,4 = 4,0 10-4 mol.
Quel est
le taux d'avancement final ? Conclure.
t = xfin
/ xmax =10-pH / C2
=4,010-4
/0,010 ~4,0 10-2.
Par
dilution un acide faible se rapproche du comportement d'un acide fort.
Le taux d'avancement final augmente et va tendre vers 1 si la dilution
est importante.
Solution d'acide
méthanoïque
| solution |
concentration
C (mol/L) |
pH |
taux
d'avancement t =
10-pH / C |
| S1 |
5,0 10-2 |
2,5 |
10-2,5
/ 5,0 10-2 =6,3 10-2 |
| S2 |
1,0 10-2 |
2,9 |
0,13 |
| S3 |
5,0 10-3 |
3,1 |
0,16 |
| S4 |
1,0 10-3 |
3,5 |
0,32 |
| S5 |
1,0 10-4 |
4,2 |
0,63 |
| S6 |
1,0 10-5 |
5,1 |
0,79 |
Comment
préparer 100 mL de S2 à partir de S1
?
Facteur
de dilution F = 0,05 / 0,01 = 5 ; volume de la pipette jaugée = volume
de la fiole jaugée / F =100/5 = 20 mL.
Prélever
20 mL de la solution mère S1 à l'aide d'une
pipette jaugée + pipeteur.
Verser dans la fiole jaugée de 100 mL et compléter avec de l'eau
distillée jusqu'au trait de jauge.
Boucher, agiter pour rendre homogène.
Ecrire
l'équation de la réaction entre cet acide et l'eau.
HCOOH (aq) + H2O(l)
= H3O+aq + HCOO-aq.
Calculer
pour chaque solution le taux d'avancement final et conclure.
voir tableau ( colonne 4 ).
Par
dilution un acide faible se rapproche du comportement d'un acide fort.
Le taux d'avancement final augmente et va tendre vers 1 si la dilution
est importante.
Couple
acide base ion ammonium / ammoniac NH4+
/ NH3.
On considère une solution S de chlorure d'ammonium de concentration C=
0,010 mol/L.
Donner
les formules des ions chlorure et ammonium.
Cl-
; NH4+.
Comment
préparer V=250 mL de solution S à partir de la pesée du chlorure
d'ammonium solide ?
Masse molaire NH4Cl : M = 14+4+35,5 =53,5 g/mol.
Quantité de matière en soluté apporté n = CV =0,010*0,25 =2,5 10-3
mol.
Masse de solide à peser : m = n M =2,5 10-3
*53,5 =0,13 g.
Peser le solide (balance au 1/100è
+ coupelle + spatule ).
Placer un entonoir sur la filoe jaugée de 250 mL,y verser le solide,
rincer entonnoir et coupelle.
Compléter la fiole jaugée avec de l'eau distillée jusqu'au trait de
jauge. Boucher et agiter pour rendre homogène.
Calculer
laconstante d'acidité Ka du couple
acide base si le pH de la solution est pH =5,6.
NH4+ aq +H2O (l)= NH3
aq+ H3O+aq
Ka = [NH3 aq] [H3O+aq] /[NH4+
aq] avec [NH3 aq] =[H3O+aq] =10-pH =10-5,6
=2,51 10-6 mol/L.
[NH4+
aq] = C-[NH3 aq] =C-10-pH =0,010-2,51 10-6
~0,010 mol/L.
Ka = =2,51 10-6
* =2,51 10-6
/0,010 =6,3 10-10.
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Conductance
d'une solution d'acide benzoïque.
On
dissout de l'acide benzoïque C6H5COOH
dans l'eau afin d'obtenir différentes solutions.
Ecrire
l'équation associée à cette dissolution et écrire l'expression de la
constante d'équilibre.
C6H5COOH
aq +H2O
(l)= C6H5COO-aq
aq+ H3O+aq
Ka = [C6H5COO-aq
] [H3O+aq] /[C6H5COOH
aq]
Ecrire
l'expression de la conductivité s de la
solution en fonction de la concentration C des ions.
s
= lH3O+[H3O+aq] +lC6H5COO- [C6H5COO-aq
]
avec [C6H5COO-aq
]= [H3O+aq]= C d'où s =( lH3O++lC6H5COO- ) C.
s =(3,2 10-3
+35 10-3)C =3,82 10-2 C.
Compléter
les 5 dernières lignes du tableau.
On donne la constante de cellule k =112 m-1.
Conductance G =s /k =3,82 10-2
/112 =3,41 10-4 C ( siemens).
Ka =C*C / (C0-C)
avec C0 concentration en soluté apporté.
| C0(mol
L-1) |
1,0 10-2 |
5,0
10-3 |
2,0 10-3 |
1,0
10-3 |
0,50
10-3 |
0,10 10-3 |
| G
(S) |
2,7 10-4 |
1,8 10-4 |
1,1 10-4 |
7,5 10-5 |
5,2 10-5 |
1,85 10-5 |
| s(S
m-1) |
2,7 10-4
*112
=3,0 10-2 |
2,0 10-2 |
1,2, 10-2 |
8,4 10-3 |
5,8 10-3 |
2,1 10-3 |
| C(mol
m-3) |
3,0 10-2/ 3,82 10-2
= 0,79 |
0,52 |
0,31 |
0,22 |
0,15 |
0,055 |
| C(mol
L-1) |
7,9 10-4 |
5,2 10-4 |
3,1 10-4 |
2,2 10-4 |
1,5 10-4 |
0,55 10-4 |
| C0-C(mol/L) |
9,2 10-3 |
4,5 10-3 |
1,7 10-3 |
7,8 10-4 |
3,5 10-4 |
4,5 10-5 |
| Ka |
(7,9 10-4)2
/ 9,2 10-3
=6,8 10-5 |
6,0 10-5 |
5,7 10-5 |
6,2 10-5 |
6,4 10-5 |
6,7 10-5 |
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