EXERCICE I : PROPOS DES ACIDES CHLORHYDRIQUE ET ETHANOIQUE Polynsie 2008 Correction http://labolycee.org 1. Mickal sinterroge propos des acides 1.1. Un acide selon Brnsted est une espce chimique capable de cder un proton H+. 1.2. HCl(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + Cl(aq) CH3COOH(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + CH3COO(aq) 2. Mickal rflchit linterprtation de ces rsultats 2.1. [H3O+(aq)]q = 10pH Acide chlorhydrique : [H3O+(aq)]q = 102,0 = 1,0102 mol.L-1 Acide thanoque : [H3O+(aq)]q = 103,4 = 4,0104 mol.L-1 2.2.1.

quation de la raction HA(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + A(aq) tat Avancement n(HA)

en mol n(H2O) en mol

n(H3O+) en mol

n(A-) en mol

Initial 0 c.V Excs 0 0

En cours x c.V x Excs x x

Final xf c.V xf Excs xf xf final si totale xmax

c.V xmax = 0 Excs xmax xmax

2.2.2. = ( )3

f

max max

x 10 .V 10x x c.V c

+

= = =

pH pHq

n H O

2.3. Solution S1 : = 2

21,0.101,00.10

= 1,0

Solution S2 : = 3,4

210

1,00.10

= 4,0102

La raction entre lacide chlorhydrique et leau est totale ( = 1), par contre celle entre lacide thanoque et leau est trs limite (

3.3. Lexpression obtenue en 2.2.2. reste valable. 10 = pH

c

Aprs dilution 3,9

310

= 10

= 0,13 ( > 4,0.102 avant dilution)

La valeur de a augment, donc dplacement de lquilibre dans le sens direct. 4. Mickal dcouvre une relation entre les concentrations despces chimiques 4.1. Daprs lquation de la raction [CH3COO-(aq)]q = [H3O+(aq)]q = 10pH Daprs la conservation de la matire : [CH3COOH(aq)]ini = [CH3COOH(aq)]q + [CH3COO(aq)]q c = [CH3COOH(aq)]q + [H3O+(aq)]q Ainsi [CH3COOH(aq)]q = c 10pH

- +3 (aq) 3 (aq)q q

3 (aq) q

CH COO . H O

CH COOH

=

pH 2

pH(10 )c 10

[ ]- +

3 3q q

3 q

CH COO . H O

CH COOH

=

3,4 2

2 3.4(10 )

1,00.10 10

= 1,7105

4.2. Cette valeur caractristique du couple CH3COOH(aq)/CH3COO-(aq) est la constante dacidit, note Ka. 5. Mickal et le vinaigre 5.1.1. CH3COOH(aq) + HO(aq) = CH3COO(aq) + H2O(l) 5.1.2. Une raction support de titrage doit tre rapide et totale. 5.2. lquivalence les ractifs ont t introduits dans les proportions stchiomtriques : nAcide initiale = nbase verse

c1.V1 = cB.VBE soit B BE11

c .Vc =

V

c1 = , ,

,

0 100 23 820 0

= 0,119 mol.L-1

5.3.1. c0 = 10.c1 c0 = 1,19 mol.L-1

5.3.2. ma = n0.M = c0.V.M ma = 1,191,0060,0 = 71,4 g

5.3.3. A = aa

m

V soit Va = a

a

m

Va =

,

,

71 41 05

= 68,0 mL

5.3.4. ammasse de 1 L de vinaigre

= a

V

m

.V =

,

, ,3

71 41 02 1 00 10

= 7,00102 = 7,00 %

aV (mL)1000

= ,68 0

1000 = 6,80 %

La formule ammasse de 1 L de vinaigre

semble mieux convenir, cependant lcart entre les deux

pourcentages dacidit tant trs faible, cette conclusion serait un peu htive.

5.4. pHE = 8,4 or la zone de virage de lindicateur color doit encadrer le pH lquivalence, Mickal doit utiliser la phnolphtalne pour son titrage colorimtrique.