Aurélie 03/02

acide base

acide acétique

acide faible ; acide fort dosés par la soude

base faible, base forte dosées par un acide fort




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on dissout 3,0.10-2g.d'acide acétique (CH3COOH) dans un 1/2 verre litre d'eau. Le pH de la solution est égal à 4,05.

  1. Calculer les concentrations des ions présents dans la solution.
  2. On ajoute à la solution 2,5mL d'une solution décimolaire de soude. On néglige l'augmentation du volume de la solution.
    - que se passe-t-il dans la solution? écrire la réaction s'il y en a une.
    - quels sont les ions présents à l'équilibre et quelles sont leurs concentrations ?
    - quel est le pH de la solution?

données : pKa(CH3COOH / CH3COO- )= 4,8  


corrigé
[H3O+] 10-4,05 = 8,9 10-5 mol/L

produit ionique de l'eau : [HO-] = 10-14 / 10-4,05 = 1,12 10-10 mol/L

acide acétique noté AH : masse molaire 60g/mol

masse / masse molaire : 0,03/60 = 5 10-4 mol = 0,5 mmol

puis diviser par le volume du verre d'eau en litre : soit C la concentration de l'acide

conservation élément carbone : [AH]+[A-]= C

la solution est électriquement neutre avec HO- négligeable

[H3O+] = [A-]

écrire la définition de la constante d'acidité Ka = [A-][H3O+] / [AH]

[AH] = [A-][H3O+] / Ka = (8,9 10-5)² / 10-4,8 = 5 10-4 mol/L.


réaction acide base : AH + HO- donne A- + H2O

soude : 2,5*0,1= 0,25 mmol en défaut (il y a 0,5 mmol d'acide initialement)

le dosage acide faible-base forte est arrêté à la demi équivalence

donc pH=pKa = 4,8 , solution tampon

Na+ : 0,25 mmol ; A- : 0,25 mmol ; AH : 0,25 mmol





On dose 2 solutions acides A1H et A2H (l'une est une solution d'acide fort, l'autre une solution d'acide faible) par la même solution de soude. Le volume des 2 solutions acides est égal à 25 mL. La concentration de la solution de soude est égale à 1mol/L. Les volumes de soude à l'équivalences sont respectivement V1 = 10 mL et V2 = 14 mL.

  1. Déterminer les concentrations des 2 solutions acides.
  2. Identifier(avec 2 arguments differents) laquelle correspond à un acide fort, laquelle correspond à un acide faible.
  3. Quel indicateur coloré aurait été le plus adapté pour ces 2 dosages ?
  4. Connaissant les constantes d'acidités des 4 acides faibles ci-après, identifier celui de l'exercice.
    acide benzoique : pKa = 4,2 ; éthanoique : 4,8 ; méthanoique : 3,8 ; fluorhydrique : 3,2
  5. On voudrait préparer une solution tampon de pH egal à 3,2. Proposer 2 méthodes différentes pour y parvenir.

     




corrigé

AH + HO- --> A- + H2O

à l'équivalence CaVa = CbVb

pour l'acide n°1 : 25 C1 = 10*1 d'où C1 = 0,4 mol/L

pour l'acide n°2 : 25 C2 = 14*1 d'où C2 = 0,56 mol/L

la zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH à l'équivalence.

dosage acide fort base forte : (A1H ) pH=7 à l'équivalence

le graphe a un seul point d'inflexion ; indicateur coloré BBT

dosage acide faible base forte : pH équi >7 car la solution contient la base faible A2- à l'équivalence

le graphe a 2 points d'inflexion ( équivalence et à la demi équivalence)

le pH à la demi équivalence est égal au pKa.

soit 3,9 dans ce cas ( acide méthanoïque)

indicateur coloré : phénolphtaléine

à la demi équivalence du dosage acide faible-base forte, on a une solution tampon : les quantités de matière d'acide et de base conjuguée sont identiques.

on peut également préparer une solution tampon en mélangeant de 10 mL de méthanoate de sodium à 0,1 mol/L et 10 mL d'acide méthanoïque à 0,1 mol/L



On dose 2 solutions basiques B3- et B4- (l'une est une solution de base forte, l'autre une solution de base faible) par la même solution d'acide fort (HCL). Le volume des 2 solutions basiques est égal à 35 mL. La concentration de la solution de HCL est égale à 1mol/L. On obtient les 2 courbes çi-dessous.

 

  1. Déterminer les concentrations des 2 solutions basiques.
  2. Identifier (avec 2 arguments différents) laquelle correspond à une base forte, laquelle correspond à une base faible.
  3. Quel indicateur coloré aurait été le plus adapté pour ces 2 dosages ?
  4. Déterminer la constante d'acidité du couple acide-base faible.
  5. Calculer les concentrations de toutes les espèces présentes dans chacune des solutions pour un volume versé égal à 7 mL. (en ce point, pH du dosage de B4-=10,5 et pH du dosage de B3-=12).
       
    corrigé
B- + H3O+ --> BH + H2O

à l'équivalence CaVa = CbVb

pour la base n°3 : 35 C3 = 10*1 d'où C3 = 0,286 mol/L

pour la base n°4 : 35 C2 = 14*1 d'où C4 = 0,4 mol/L

la zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH à l'équivalence.

dosage acide fort base forte : (B3- ) pH=7 à l'équivalence

le graphe a un seul point d'inflexion ; indicateur coloré BBT

dosage acide fort base faible : pH équi <7 car la solution contient l'acide faible B4H à l'équivalence

le graphe a 2 points d'inflexion ( équivalence et à la demi équivalence)

le pH à la demi équivalence est égal au pKa, soit 10,5 dans ce cas

indicateur coloré : hélianthine

à la demi équivalence du dosage acide fort-base faible B4-, on a une solution tampon : les quantités de matière d'acide et de base conjuguée sont identiques et le pH est égal au pKa du couple B4H / B4- soit 10,5.


dosage base forte - acide fort avec arrêt à 7 mL d'acide versé :

pH=12 d'où [H3O+] =10-12 mol/L

produit ionique de l'eau :[H3O+] [HO-] = 10-14 à 25°C d'où [HO-] = 0,01 mol/L

ion chlorure apporté par l'acide : [Cl-] = 7*1 / (35+7) =0,1667 mol/L

base forte [B3-] = ( 35*0,286 - 7*1) / (35+7) = 0,0714 mol/L

cation A+ accompagnant B3-en solution : 35*0,286 / 42 = 0,238 mol/L

acide [BH] = 7*1/ 42 = 0,1667 mol/L



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