Donnees:

- Acide benzoïque C₆H₅COOH : 122g/mol; solubilite dans l'eau à 25°C: 2g/L< s₁ < 3g/L.

- Le benzoate de sodium NaC₆H₅COO : 145g/mol est tres soluble dans l'eau, s₂ = 650g/L à 25°C.

- Valeur des pKa à 25°C :

H₂O/HO^- pKa=14 ; H₃O⁺/H₂O pKa=0 ; C₆H₅COOH/C₆H₅COO^- pKa=4,2

- la solubilité s d'une substance est la masse de substance dissoute dans un litre de solution saturée à une température donnée.

- Rouge de crésol : domaine de virage (7,2-8,8)

1. Ecrire l'equation bilan de la réaction de l'acide benzoique avec l'eau. Définir la constante d'acidité en fonction des concentrations.
2. En utilisant un axe des pH, indiquer les domaines de prédominance de l'acide benzoique et de sa base conjuguée. Justifier brièvement.
3. On introduit, dans un bécher, 100mL d'une solution aqueuse de benzoate de sodium, de concentration massique volumique 50g/L. On verse dans la solution à l'aide d'une burette une faible quantité d'acide chlorhydrique concentré en contrôlant le pH jusqu'à ce qu'il atteigne 2,0. On observe l'apparition d'un précipité.
   Ecrire l'equation bilan de la reaction qui se produit dans le becher.
   Justifier qualitativement l'existence et la nature de ce précipité.
4. On se propose de déterminer la solubilité de l'acide benzoique à 25°C.
   étape a : Dans un bécher, on introduit 1 g d'acide benzoique et 100 mL d'eau; on homogénéise avec un agitateur magnétique.
   Etape b : Après plusieurs minutes d'agitation, on filtre la solution, et on récupère le filtrat dans un bécher.
   étape c : On prélève Va = 50,0 mL de firtrat à l'aide d'une fiole jaugée.
   Etape d : On dose ensuite, le volume Va par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (soude) titrée Cb = 5,0.10^-2 mol/ L en présence de quelques gouttes d'un indicateur coloré approprié, le rouge de crésol. Le volume de soude versé pour atteindre l'équivalence acido-basique est Ve = 19,7 mL.
   En utilisant les données de l'énoncé, montrer que la solution préparée est nécessairement saturée.
5. Ecrire l'équation-bilan du dosage. Définir et exprimer sa constante de réaction en fonction des concentrations. Montrer par le calcul de sa constante de réaction que celle-ci peut être considérée comme totale ou quantitative.
6. Le protocole de l'étape d précise l'utilisation "d'un indicateur coloré approprié : le rouge de crésol"; que peut-on dire du pH à l'équivalence ?
7. Ecrire la relation entre les quantités de matière à l'équivalence.
8. Calculer la concentration Ca de la solution d'acide benzoique.
9. En déduire la masse m d'acide benzoique dissous dans un litre et exprimer la solubilité de l'acide benzoique en g/L à 25°C.