Étude de deux acides faibles : l'acide salicylique et l'acide acétylsalicylique et comparaison de leurs forces relatives par détermination des pKa des couples acide-base correspondants.

Masse molaire de l’acide salicylique : 138 g / mol

Masse molaire de l’acide acétylsalicylique : 180 g / mol

Masses molaires atomiques en g / mol : Na = 23 : H=1

I – Étude d ’une solution d ’acide salicylique

L’acide salicylique sera considéré comme un monoacide faible (on ne prend pas en compte l’acidité de la fonction phénol).

1. Donner la formule semi-développée de sa base conjuguée : l’ion salicylate.
2. Écrire l’équation-bilan de la réaction de l’acide salicylique avec l’eau.
3. On se propose de réaliser le dosage acido-basique d’une solution d’acide salicylique noté désormais HA, par une solution titrée d’hydroxyde de sodium de concentration Cb (soude). On prélève un volume Va=25 mLde solution d’acide salicylique que l’on verse dans un bécher, muni d’un système d’agitation. On ajoute progressivement une solution d’hydroxyde de sodium de concentration 0,015 mol / L. On suit, à l’aide d’un pH-mètre préalablement étalonné, l’évolution du pH en fonction du volume versé de solution d’hydroxyde de sodium. On obtient le graphe ci-après qui, malgré son profil, ne retire en rien le fait que l’acide salicylique doit être considéré comme étant un acide faible.

• Déterminer les coordonnées du point d’équivalence en précisant la méthode utilisée.
• Déduire, à l’aide du graphe, la valeur du pK a du couple acide salicylique/ion salicylate, en précisant également la méthode utilisée.
• .Écrire l’équation-bilan de la réaction de dosage.
• Calculer la constante de réaction Kr et montrer que la réaction de dosage peut être considérée comme totale (ou quantitative).
• Écrire la relation, à l’équivalence, entre les quantités de matière mises en jeu. En déduire la concentration Ca de la solution d’acide salicylique étudiée.

II – Étude d ’un mélange équimolaire d ’acide acétylsalicylique et d ’acétylsalicylate de sodium

1. On prépare, dans une fiole jaugée de 100 mL, un mélange équimolaire d’acide acétylsalicylique et d’acétylsalicylate de sodium, à partir d’une masse m₁= 250 mg d’acide acétylsalicylique et d’une masse m₂ d’acétylsalicylate de sodium. Après homogénéisation, le mélange est versé dans un bécher. Le pH mesuré vaut 3,5.
2. Déterminer la masse d’acétylsalicylate de sodium qui a permis de réaliser ce mélange équimolaire.
3. Sachant que les quantités de matière introduites n’évoluent pas au sein de la

   solution, montrer que cette mesure du pH permet d’accéder au pK a du couple

   acide acétylsalicylique / ion acétylsalicylate, dont on indiquera la valeur.

4. Un élève maladroit a versé le mélange préparé pour cette étude II, dans un bécher contenant déjà 20 mL d’eau distillée. La mesure du pH qu’il effectue alors, donne-t-elle un résultat inférieur, égal ou supérieur à 3,5 ? Justifier qualitativement la réponse.

III – Force relative de ces deux acides faibles

À partir des résultats des expériences précédentes, comparer la force relative de ces 2 acides faibles.