TS – IE n°3 - CORRECTION

F.FELDIS – Lycée Vauban – Aire Sur La Lys

DÉTERMINATION D'UNE CONSTANTE D’ÉQUILIBRE PAR DEUX MÉTHODES 1. LA TRANSFORMATION CHIMIQUE ÉTUDIÉE 1.1. Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H+. 1.2. Couple acide éthanoïque / ion éthanoate: CH3CO2H(aq) / CH3CO2–(aq) Couple ion oxonium / eau: H3O+ (aq) / H2 O(l)  [CH 3CO2 ( aq ) ] f .[ H 3O (aq ) ] f 1.3. K = [CH 3CO2 H( aq ) ] f 2. ÉTUDE pH-MÉTRIQUE 2.1. quantité de matière initiale d'acide éthanoïque : n1 = c1 1 V –3 n1 = 2,7.10  0,100 –4 n1 = 2,7 10 mol 2.2. État initial État final théorique État final expérimental ou état d'équilibre Avancement CH3CO2H(aq) + H 2O(l) = x=0 x = xmax n1 n1 – xmax en excès en excès CH3CO2–(aq) 0 x max + H3O+ (aq) 0 x max

x = xf

n1 – xf

en excès

xf

xf

Si la transformation est totale, l’acide éthanoïque est totalement consommé, soit n 1 – xmax = 0 xmax = n 1 soit xmax = 2,7 –4 mol 10 2.3. [H3O+ (aq)]f = 10–pH pH = – log[H3O+ ] or d’après l’énoncé log(2,0.10– 4) = –3,7 [H3O+ (aq)]f = 10–3,70 = 2,0.10–4 mol.L–1 x [H3O+ (aq)]f = f soit x f = [H3O+(aq)]f V1 V1 xf = 2,0.10–4 0,100 = 2,0.10–5 mol 5 xf 2,0.10 2.4. = = = 0,74 –5 4 = 0,74.10–1 10 10 1 1  4 x max 2,7.10 = 7,4.10–2 La transformation est limitée car < 1. 1 1 xf 2.5.1. D’après l’équation chimique [H3O+ (aq)]f = [CH 3CO2– (aq)]f = V1 – –4 –1 [CH3CO2 (aq)]f = 2,0.10 mol.L 2.5.2. c1 = [CH 3CO2H(aq)]ini = [CH 3CO2H(aq)]f + [CH3CO2–(aq)] f [CH3CO2H(aq)]f = c1 – [CH3CO2–(aq)]f [CH3CO2H(aq)]f = 2,7.10–3 – 2,0.10– 4 = 27.10–4 – 2,0.10–4 [CH3CO2H(aq)]f = 25.10–4 = 2,5.10–3 mol.L–1  [CH 3CO2 ( aq ) ] f .[ H 3O aq ) ] f ( 2.6. K1 = [CH 3CO2 H ( aq ) ] f
4 4 2,0.10  ,0.10 2 4,0 =   3 10 8 10  3 2,5.10 2,5 –5 K1 = 1,6.10

K1 =

3. ÉTUDE CONDUCTIMÉTRIQUE 3.1. Présence d’ions éthanoate CH3CO2– , d’ions oxonium H3O+, on néglige la présence des ions hydroxyde car le pH est très acide (=3,70). D’après l’équation chimique [H3O+ (aq)]f = [CH3CO 2–(aq)]f 3.2.