Aurélie 22/05/07
 

Diplome d'accès aux études universitaires B acide base : hydrure de lithium, dosage du vinaigre. chimie 2006

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Problème n° 3 : (7 points)

 

On se propose de doser par pH-métrie un vinaigre afin d'en déterminer la concentration molaire volumique en acide éthanoïque. Avant de réaliser ce titrage on a procédé à une dilution au dixième du vinaigre : on note S1 la solution diluée obtenue.

Puis on prélève un volume V1 = 10 mL de la solution diluée que l'on verse dans un bécher. On réalise le dosage avec une solution d'hydroxyde de sodium (Na+,OH-)de concentration molaire volumique C2 = 0,1 mol/mol.

Le pH est relevé en fonction du volume V2 de la solution d'hydroxyde de sodium versé.

Données à 25 ° C :

Produit ionique de l'eau : Ke = 10-14 ; pKa du couple CH3COOH / CH3COO- = 5,0

 

  1. Donner l'expression de la constante d'acidité Ka de l'acide éthanoïque.
  2. Ecrire l'équation de dosage entre l'acide éthanoïque et la solution d'hydroxyde de sodium.
  3. Donner l'expression du quotient de réaction lorsque le système chimique acide éthanoïque / Hydroxyde de sodium est à l'équilibre.
    - Calculer la valeur de ce quotient. La réaction est-t-elle totale ?
    - La valeur de ce quotient dépend-t-elle de la composition du mélange ? Justifiez.
  4. A l'équivalence du dosage, on a versé V2,éq = 13,0 mL de solution d'hydroxyde de sodium.
    - Pourquoi le pH relevé en ce point particulier du dosage est il basique ?
    - Calculer la concentration molaire volumique C1 de la solution d'acide éthanoïque
    - Calculer la concentration molaire volumique C en acide éthanoïque du vinaigre.
 

Expression de la constante d'acidité Ka de l'acide éthanoïque.

CH3COOH +H2O= CH3COO-+ H3O+.

Ka = [CH3COO-][H3O+]/[CH3COOH] (1)

Equation de dosage entre l'acide éthanoïque et la solution d'hydroxyde de sodium.

CH3COOH +HO- = CH3COO-+H2O

Expression du quotient de réaction lorsque le système chimique acide éthanoïque / Hydroxyde de sodium est à l'équilibre.

Q r éq = K =[CH3COO-]/ ([HO-] [CH3COOH]) (2)

(1) donne :[CH3COO-]/ [CH3COOH]=Ka /[H3O+]

repport dans (2) : K =Ka /([H3O+][HO-] )=Ka /Ke = 10-5 / 10-14 = 109.
K est très grande : la réaction est donc totale.
La valeur de ce quotient ne dépend que de la température ; cette valeur ne dépend pas la composition initiale du mélange.

A l'équivalence du dosage, on a versé V2,éq = 13,0 mL de solution d'hydroxyde de sodium.
Le pH relevé en ce point particulier du dosage est basique :

La base CH3COO- est majotitaire.
Concentration molaire volumique C1 de la solution d'acide éthanoïque :

A l'équivalence : C1V1 = C2V2,éq

C1= C2V2,éq / V1 =0,1*13/10 = 0,13 mol/L.

Concentration molaire volumique C en acide éthanoïque du vinaigre.

Il faut tenir compte de la dilution au dixième du vinaigre.

C = 10 C1 = 1,3 mol/L

Problème n°4 : (4 points)

 

L'hydrure de lithium de formule LiH, est un solide ionique constitué d'ions lithium Li+ et d'ions hydrure H-. Une fois ce solide dissout dans l'eau, les ions H-aq réagissent totalement selon l'équation : H-aq + H2O = H2 (g) + HO- aq.

 

  1. Cette réaction peut être considérée comme une réaction acido-basique à partir des couples H2 (g) \ H-aq et H2O \ HO- aq.
    - Ecrire les deux demi équations acido-basiques associées.
  2. Cette réaction peut être aussi considérée comme une réaction d'oxydo réduction à partir des mêmes couples H2 (g) \ H-aq et H2O \ HO- aq
    - Ecrire les deux demi équations associées à ces deux couples.
    - Préciser pour chacun quel est l'oxydant et quel est le réducteur.
 

Cette réaction peut être considérée comme une réaction acido-basique à partir des couples H2 (g) \ H-aq et H2O \ HO- aq.

H2 (g) = H+aq + H-aq (1)

H2O = H+aq + HO- aq (2)

(2) -(1) donne : H-aq + H2O = H2 (g) + HO- aq

Cette réaction peut être aussi considérée comme une réaction d'oxydo réduction à partir des mêmes couples H2 (g) \ H-aq et H2O \ HO- aq

Le réducteur H-aq s'oxyde :

H-aq =½H2(g) + e-.

L'oxydant H2O se réduit :

H2O + e- =½H2(g) + HO- aq

 

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