Aurélie janvier 2001


devoirs en terminale S

ion éthanolate (France bac juin 98)

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1

réaction redox

base forte

dosage

L'éthanol, de formule C2H5OH, réagit avec le sodium suivant l'équation bilan:

C2H5OH + Na donne C2H5O- + Na++ 0,5H2 (1)

L'ion éthanolate C2H5O- formé au cours de cette réaction réagit avec l'eau en donnant quantitativement de l'éthanol et des ions hydroxyde; l'équation bilan de sa réaction avec l'eau est appelée réaction (2).

protocole :

- Dans 20 mL d'éthanol pur on introduit 1,0 g de sodium; une réaction assez vive, exothermique se produit, accompagnée d'un dégagement gazeux important.

- Après s'être assuré que tout le sodium a disparu, on refroidit le mélange réactionnel. On le verse dans une fiole jaugée de 200 mL contenant déjà un peu d'eau distillée. On complète jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. Soit S la solution homogène ainsi obtenue.

- On dose une prise d'essai de 10,0 mL de la solution S par une solution d'acide chlorhydrique de concentration 0,1 mol.L-1.

données : Na = 23; O = 16 ; C=12; H=1 g mol-1. Masse volumique de l'éthanol : 790 g.L-1.

Etude des réactions 1 et 2.

  1. La réaction (1) peut-elle être considérée comme une réaction acido-basique? Justifier la réponse.
  2. Montrer que l'éthanol est introduit en excés par rapport au sodium. En déduire la quantité (en moles) d'ions éthanolate formée lors de la réaction (1).
  3. L'ion éthanolate est une base forte; donner la définition d'une base forte.
  4. Ecrire l'équation bilan de la réaction 2 et montrer que cette réaction est une réaction acido-basique.
  5. Dosage de la solution S. Le volume de la solution d'acide chlorhydrique versé pour atteindre l'équivalence est 21,4 mL. Par quelle méthode peut on repérer cette équivalence?
  6. Ecrire l'équation bilan de la réaction support du dosage.
  7. Déduire du volume d'HCl versé à l'équivalence la quantité (en moles) d'ions hydroxyde présents dans les 200 mL de la solution S.
  8. Montrer que ce résultat est en accord avec le résultat concernant l'ion éthanolate.

corrigé


il s'agit d'une réaction d'oxydo réduction, le sodium joue le rôle de réducteur.

dans une réaction acide base deux couples redox sont mis en jeu.

ici un seul couple intervient éthanol / ion éthanolate

quantités de matière :

sodium : 1/23 = 43,5 mmol

éthanol : 20*0,790 = 15,8 g puis diviser par la masse molaire 46 -->343 mmol

une mole de sodium réagit avec une mole d'éthanol ;

43,5 mmol de sodium réagissent avec 43,5 mmol d'éthanol :

il se forme 43,5 mmol d'ion éthanolate

343-43,5 =299,5 mmol éthanol en excès.

base : espèce susceptible de gagner un proton H+

forte : la réaction avec l'eau est totale

C2H5O- + H2O donne C2H5OH + OH-

deux couples acide base sont mis en présence éthanol/ ion éthanolate et eau / ion

hydroxyde : donc réaction acide base

dosage acide base forts : pH =7 à l'équivalence, indicateur coloré BBT,

méthode des tangentes si on trace pH=f(v).

la courbe dérivée passe par un maximum à l'équivalence.

H3O+ +HO- donne 2 H2O

à l'équivalence CaVa = CbVb

10 [S]=0,1*21,4-->[S]=0,214 mol /L ou 42,8 mmol dans 200 mL

en accord , on trouvait 43,5 mmol.


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