Aurélie sept 2001
acide méthanoïque et acide éthanoïque

Google

 

Un litre de solution est préparée en mélangeant 0,1 mol d'acide méthanoïque, 0,2 mol d'acide éthanoïque et de l'eau distillée. Le pH de la solution est pH=2,3. ( pKa du couple acide éthanoïque/ ion éthanoate : 4,8)

  1. Quelles sont les espèces présentes dans la solution?
  2. Calculer les concentrations de toutes les espèces chimiques présentes dans la solution. Il est préférable de calculer les concentrations dans l'ordre : H3O+, HO-, CH3-COOH, CH3-COO-, HCOO-, HCOOH.
  3. En utilisant les résultats précédents vérifier que le pKa du couple acide méthanoïque/ ion méthanoate est voisin de 3,7.
  4. Des deux acides précédents quel est le plus fort. Justifier.
  5. On dispose de 4 solutions: S1: acide méthanoïque; S2 : méthanoate de sodium ; S3 : acide éthanoïque; S4 : éthanoate de sodium. Toutes les molarités sont à 0,2 mol/L. En justifiant, attribuer à chaque solution l'un des pH de la liste suivante: 2,4 ; 2,8 ; 8,8 ; 9,1.
     
corrigé
[HCOOH] sera notée [AH] et [CH3COOH ] sera noté [A1H], [H3O+] noté h et [HO-] noté w.

AH, AH1, h majoritaires, pH étant inférieur aux pKa.

A-, A1-, w minoritaires.

h = 10-pH = 10-2,3 = 5 10 -3 mol/L.

produit ionique de l'eau (à 25°C)

h w = 10-14 d'où w = 2 10-12 mol/L

acide éthanoïque :

l'acide éthanoïque est un acide faible :

2,3 = 4,8 + log ([A1- ] / [A1H] ) doù [A1- ] = 3,16 10- 3 fois [A1H]

conservation de la matière :

[A1H] + [A1- ] = 0,2 donne (1+3,16 10-3)[A1H] = 0,2

[A1H] = 0,1993 mol/L

et [A1- ] = 6,3 10 -4 mol/L

acide méthanoïque :

solution électriquement neutre : h = [A1- ] + [A- ] + w

avec w minoritaire

d'où [A- ] voisin de 0,005- 6,3 10 -4 = 4,37 10 -3 mol/L

conservation de la matière :[AH] + [A- ] = 0,1

d'où [AH] = 9,56 10-2 mol/L

2,3 = pKa + log ( 4,37 10 -3 / 9,56 10-2 )

pKa (HCCOH / HCOO-) voisin de 3,64.

les solutions ont même concentration, l'acide le plus fort a le plus petit pKa (donc HCOOH plus fort que acide éthanoïque)

et en conséquence CH3-COO- base plus forte que HCOO-.

acide méthanoïque pH=2,4

acide éthanoïque pH=2,8

ion méthanoate pH= 8,6

éthanoate de sodium pH= 9,1

 

retour - menu