L'amitie

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  • Publié le : 26 décembre 2011
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Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence © http://labotp.org

TP Chim n° 4

Etude pH-métrique de la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau

Objectifs: - Mesurer le pH de différentes solutions d’acide éthanoïque. - Étudier l'influence de la concentration initiale et de la nature de l'acide sur le taux d'avancement final. I. PREPARATION DE SOLUTIONS D’ACIDE ETHANOÏQUE

• Rappel: la concentration molaire apportée d'un soluté A, notée C(A) est le rapport de la quantité de soluté apportée
(
n(A) par le volume VS de la solution: C(A) = • On dispose d'une solution S1 d'acide éthanoïque de concentration molaire apportée C1 = 5,0 × 10 mol.L .
-2 -1

1) Écrire l'équation de la réaction entre l'acide éthanoïque et l'eau. Identifier les couples acide/base mis en jeu. 2)Écrire un mode opératoire pour obtenir, à partir de la solution S1 , V2 = 100,0 mL d'une solution S2 de concentration -3 -1 apportée C2 = 5,0 × 10 mol.L . Indiquer le matériel à utiliser. Préparer la solution S2 après accord du professeur. II. MESURES DE pH • Étalonner le pH-mètre avec la notice de l'appareil. • Mesurer le pH des 2 solutions en commençant par la solution la plus diluée et compléter letableau ci-contre: 1) Pourquoi faut-il commencer par la solution la moins concentrée ? 2) A-t-on pH = - logC ? Comparer pH et –logC. Solutions C (mol.L ) pH - logC
-1

)

S2

S1

III. ETUDE DE LA TRANSFORMATION ENTRE L’ACIDE ETHANOÏQUE ET L’EAU 1) Cas de la solution S1 • On considère un volume V1 quelconque de la solution S1 d’acide éthanoïque de concentration apportée C1. Équationchimique État du système État initial État intermédiaire État final
(si transfo. totale)

Avancement (mol) 0 x xmax xf

Quantités de matière (mol)

État final
(si transfo. limitée)

a) Compléter littéralement le tableau d'avancement de la réaction étudiée. + b) Montrer que dans le cas d'une transformation totale: C1 = [H3O ]f. c) Montrer alors que pH1 = – logC1 dans le cas d'unetransformation totale. d) Que peut-on alors en conclure, d'après la mesure de pH1, sur la nature de la transformation entre l'acide éthanoïque et l'eau ?
Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence © http://labotp.org

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2) Taux d'avancement final τ1 a) Définir le taux d’avancement final noté ici τ1. b) Exprimer τ1 en fonction dupH1 et de C1. c) Calculer la valeur τ1 et conclure. 3) Influence de C sur τ Solution C (mol.L )
-1

S2

S1

τ ( en %)
a) Compléter le tableau ci-dessus. Détailler le calcul de τ2 . b) Comment varie le taux d'avancement final τ en fonction de la concentration apportée C ? 4) Influence de la nature de l'acide sur τ • On dispose de 3 solutions d’acides différents mais de même concentrationapportée : -3 -1 - solution S2 d'acide éthanoïque CH3COOH de concentration apportée: C2 = 5,0 × 10 mol.L -3 -1 - solution S4 d'acide méthanoïque HCOOH de concentration apportée: C4 = 5,0 × 10 mol.L + -3 -1 - solution S5 de chlorure d'ammonium (NH4 , Cl ) de concentration apportée: C5 = 5,0 × 10 mol.L . Solutions C (mol.L ) pH
-1

S2

S4

S5

τ ( en %)
• Mesurer le pH des solutions S4 et S5et compléter les deux premières lignes du tableau. a) Écrire les équations des réactions entre les acides des solutions S4 et S5 et l'eau (Pour S5 l’ion Cl− est spectateur). Préciser les couples acide / base mis en jeu dans chacune des réactions. b) Déterminer les valeurs des taux d'avancement final τ. Compléter le tableau. c) À concentration égale, le taux d'avancement final τ dépend-il de lanature de l'acide ? d) À concentration égale, quel est l'acide dont la réaction l'eau conduit à un équilibre le plus avancé dans le sens direct ? Justifier.

Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence © http://labotp.org

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ÉTUDE pH-METRIQUE DU TAUX D'AVANCEMENT FINAL D'UNE REACTION • Matériel: • pH-mètre +...
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