Aurélie jan 04
acide iodique

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acide iodique (5 pts)

L’acide iodique HIO3 est un monoacide faible, dont la base conjuguée est l’ion iodate.

  1. Donner la définition d’un acide et d'une base d’après BRÖNSTED et donner la formule chimique de l’ion iodate.
    On se propose de doser l’acide iodique par une solution d’hydroxyde de sodium ou (soude) de concentration molaire égale à cb=0,500 mol/L. La solution titrante de soude est placée dans une burette de 25,0 mL. Dans un bécher on place E = 10,0 mL de solution d’acide à titrer et des électrodes reliées à un pHmètre.
  2. Donner le nom et le rôle de chaque électrode utilisé.
  3. La courbe de simulation du dosage est donnée ci-dessous :

    Identifier les tracés 1; 2; 3 et déterminer les coordonnées Ve et pHe à l'équivalence.
    - Définir la constante d’acidité du couple acido-basique étudié et donner sa valeur en utilisant la courbe de simulation ci-dessus.
    - Écrire l’équation de la réaction du dosage. Calculer la constante d'équilibre et conclure.
    - En déduire la concentration Ca de l’acide iodique dosé.
    - D'après les calculs précédents, justifier l'ordre de grandeur du pHe équivalent et l'allure du tracé 1.

corrigé
définition d’un acide : espèce ion ou molécule susceptible de céder un proton H+.

définition d’une base : espèce ion ou molécule susceptible de gagner un proton H+.

ion iodate IO3-.

électrode combinée de pH intégrant une sonde de température

Identifier les tracés 1 ; 2; 3 :

1 : courbe du dosage pH= f(volume de soude ajouté)

3 : fraction molaire de HIO3 ; 2 : fraction molaire IO3-.

L'ordonnée de l'intersection des courbes 2 et 3 donne le pH à l'équivalence : pHe = 7,5 ; l'abscisse de l'intersection de la courbe 2 avec l'axe horizontal donne le volume de soude ajouté à l'équivalence Ve= 10 mL.

constante d'acidité Ka : HIO3 + H2O = IO3- + H3O+.

Ka = [IO3-][H3O+] / [HIO3]

Le pH à la demi-équivalence donne la valeur du pKa soit pKa = 1,2 ( lecture graphe) : Ka = 10-1,2 = 6,3 10-2.

équation de la réaction du dosage : HIO3 +HO- = H2O + IO3-

K= [IO3-]/([HIO3][HO-]) avec [IO3-]/[HIO3] = Ka /[H3O+]

K= Ka /([H3O+][HO-]) = Ka / Ke = 6,3 10-2 / 10-14 = 6,3 1012.

cette valeur étant très grande, la transformation est totale

concentration Ca de l’acide iodique :

à l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoéchiomètriques

CaVa = Cb Ve soit Ca = Cb Ve / Va = 0,5*10 /10 = 0,500 mol/L

ordre de grandeur du pHe :

conservation élément iode : [IO3-]é + [HIO3]é = Ca --> [IO3-]é voisin Ca

solution élecriquement neutre : [IO3-]é +[HO-]é =[ H3O+]é +[Na+]é

[ H3O+]é négligeable devant [HO-]é et [Na+]é =Ca d'où [IO3-]é +[HO-]é =Ca soit [HIO3]é =[HO-]é =Ke / [ H3O+]é

Or Ka = [IO3-][H3O+] / [HIO3] ; Ka =Ca[ H3O+]2é/Ke ; [ H3O+]2é=KaKe / Ca = 6,3 10-2*10-14/0,5 = 1,26 10-15

[ H3O+]é=3,5 10-8 ; pHe = 7,45.
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