Transformations

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Chimie TS PARTIE B : La transformation chimique est-elle toujours totale ? (4 TP - 9 HCE)

Chapitre n°5χ : Transformations associées à des n°5χ
acidoréactions acido-basiques en solutions aqueuses
Prérequis :

Compétences à atteindre : Savoir que Ke est la constante d’équilibre associée à l’équation de la réaction d’autoprotolyse de l’eau.; Connaissant la valeur du pH d’une solution aqueuse,dire si elle est acide, basique ou neutre ; À partir de la concentration molaire des ions. H3O+ ou OH-, déduire la valeur du pH de la solution ; Associer la constante d’acidité KA à l’équation de la réaction d’un acide sur l’eau ; Déterminer la constante d’équilibre associée à l’équation d’une réaction acido-basique à l’aide des constantes d’acidité des couples en présence ; Connaissant le pHd’une solution aqueuse et le pKA du couple acide/base indiquer l’espèce prédominante; application aux indicateurs colorés ; Réaliser par suivi pH-métrique le titrage d’un acide ou d’une base en solution aqueuse ; Déterminer, à partir des résultats d’une expérience, le volume versé à l’équivalence lors d’un titrage acide-base ; Montrer qu’un indicateur coloré convenablement choisi permet de repérerl’équivalence.

pH; Couple acide/base ; Quotient de réaction ; Constante d'équilibre ; Propriétés de la fonction logarithme.

I. Autoprotolyse de l’eau.
1. pH de l’eau pure. 2. Produit ionique de l'eau Ke. 3. Echelle de pH. 0 Acide 7 Neutre
+ -

Basique

14 pH

pH < pKe/2 pH < ….. Pour un …………………………………. dans l’eau (acide chlorhydrique), on peut calculer le pH avec l’expression suivante :………………………… CA étant la concentration de l’acide. Exemple de milieu pH suc gastrique 2,0 jus de citron 2,2 vin 3,5

[H3O ] = [HO ] + Ke = [H3O ] x [HO ] + 2 Ke = [H3O ] + 2 -log Ke = -log [H3O ] pKe = 2 pH pH = pKe/2=14/2=7 jus de tomate 4,2

pH > pKe/2 pH > … Pour une ……………………………….. dans l’eau (soude), on peut calculer le pH avec l’expression suivante : ……………………………………….. CB étant la concentration en base.eau Perrier 6,0 lait salive sang 6,8 7,0 7,35 eau de mer 8,0

jus d'orange 3,5

bière urine 4,5 6,0

II. Constante d’acidité KA et pKA.
1. Définition. 2. Cas particuliers des couples de l’eau. H2O Acide 2 +
+ + -

H2O base 1

H3O (aq) acide 1

+

HO (aq) Base 2
-

Complétez le tableau.

Couple 1 : H3O (aq) / H2O Couple 2 : H2O / HO (aq) + + + H2O + H3O (aq) = H3O (aq) + H2O H2O= HO (aq) + H (aq) + KA =……………… 2 H2O = HO (aq) + H3O (aq) KA = ……………………. ……………… pKA = … pKA = ……

3. Comparaison du comportement en solution à concentration identique, des acides entre-eux et des bases entre-elles. 3.1. Cas des acides. Cette partie est étudiée lors des TP. Acides à c = 1,0x10 mol.L CH3COOH Acide éthanoïque HCOOH Acide méthanoïque + H3O + Cl Acide chlorhydrique
-2 -1

Apartir des données fournies dans le tableau présent cicontre, formuler une hypothèse quant au comportement des acides étudiés en solution. Quel est l’acide qui se dissocie le plus dans l’eau ? - Rangez les par acidité croissante-

pH 3,4 2,9 2

τ
0,04 0,13 1

pKA 4,8 3,8 0

Remarque : il est possible d'avoir pKA14 ! Voir tableau page de garde. TS – CHIMIE – Chapitre n°5 – page 1/8

ChimieTS
3.2. Cas des bases. A partir des données fournies dans le tableau présent cicontre, formuler une hypothèse quant au comportement des bases étudiées en solution. Quelle est la base qui réagit le plus avec l’eau ? - Rangez les par basicité croissanteBases à c = 1,0x10 mol.L NH3 Ammoniac CH3NH2 Méthanamine HO Ion hydroxyde NaOH (soude)
-2 -1

pH 10,6 11,3 12

τ
0,04 0,20 1

pKA 9,2 10,714

acidoIII. Détermination de la constante d’équilibre associée à une réaction acido-basique.
1. Autoprotolyse de l’eau. A quoi correspond la constante d'équilibre dans ce cas particulier ? 2. Réaction d’un acide avec l’eau. A quoi correspond la constante d'équilibre dans ce cas particulier ? 3. Réaction d’une base avec l’eau. Écrire la réaction, sa constante correspondante et...
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