Aurélie 10/02
constante d'équilibre

fiche bac

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.



acide lactique :

A quelle concentration d'une solution d'acide lactique (noté AH) dont la constante d'équilibre de la réaction sur l'eau est égale à 1,3 10-4 a-t-elle un pH de 2,7 ?


corrigé
AH + H2O= A- + H3O+.

constante d'équilibre K = [A-][H3O+] / [AH] = 1,3 10-4 .

en milieu acide les ions hydroxyde HO- sont négligeables

la solution est électriquement neutre :

[A-]=[H3O+] = 10-pH = 10-2,7 = 2 10-3 mol/L.

conservation de la matière de A : [A-] + [AH] = c

[AH] = c - [A-] = c-2 10-3

alors K s'écrit : K= (2 10-3 )2 / (c-2 10-3 ) = 1,3 10-4

c-2 10-3 = 4 10-6 /1,3 10-4 = 3,1 10-2

c= 3,3 10-2 mol/L.


acide chloroéthanoïque :

Dans une solution d'acide chloroéthanoïque ClCH2COOH ( noté AH) de pH égal à 2,1, le taux d'avancement final de la réaction de l'acide sur l'eau est égal à 0,2. Ecrire l'expression de la constante d'équilibre de la réaction de cet acide sur l'eau et la calculer. 


corrigé
AH + H2O= A- + H3O+.

constante d'équilibre K = [A-][H3O+] / [AH]

en milieu acide les ions hydroxyde HO- sont négligeables

la solution est électriquement neutre :

[A-]=[H3O+] = 10-pH = 10-2,1 = 8 10-3 mol/L.

[A-]=[H3O+] = t c ( concentration initiale apportée mol/L)

t taux d'avancement final à l'équilibre

d'où c = 8 10-3 / 0,2 = 4 10-2 mol/L

conservation de la matière de A : [A-] + [AH] = c

[AH] = c - [A-] = 3,2 10-2 mol/L

alors K s'écrit : K= (8 10-3 )2 / (3,2 10-2 ) =2 10-3.




acide formique :

Une solution d'acide formique HCOOH de concentration c= 2 10-2 mol/L a un pH de 2,7. Quel volume V de cette solution faut-il utiliser pour préparer 1 L de solution de pH=3 ?


corrigé
HCOOH + H2O= HCOO- + H3O+.

constante d'équilibre K = [HCOO-][H3O+] / [HCOOH]

en milieu acide les ions hydroxyde HO- sont négligeables

la solution "mère" est électriquement neutre :

[HCOO-]=[H3O+] = 10-pH = 10-2,7 = 2 10-3 mol/L.

conservation de la matière de l'élément C : [HCOO-] + [HCOOH] = c = 2 10-2

[HCOOH] = c - [HCOO-] = 2 10-2 - 2 10-3 = 1,8 10-2 mol/L

alors K s'écrit : K= (2 10-3 )2 / (1,8 10-2 ) =2,22 10-4.


la solution "diluée" est électriquement neutre :

[HCOO-]=[H3O+] = 10-pH = 10-3 mol/L.

conservation de la matière de l'élément C : [HCOO-] + [HCOOH] = c1

[HCOOH] = c1 - [HCOO-] = c1 - 10-3 .

K= 2,22 10-4 = 10-6 / (c1 - 10-3 )

2,22 (c1 - 10-3 ) = 10-2 d'où c1 = 5,5 10-3 mol/L.

facteur de dilution c / c1 = 2 10-2 / 5,5 10-3 = 3,64

volume V à prélever = 1000 / 3,64 = 275 mL.


conductimétrie :

On mesure à 25°C avec la même cellule conductimétrique la conductance G2 = 162 mS d'une solution S2 d'acide éthanoïque de concentration 0,01 mol/L et la conductance G1 = 525 mS d'une solution S1 d'acide méthanoïque de concentration 0,01 mol/L.

  1. Exprimer le rapport G1/G2 en fonction des concentrations des ions et des conductivités molaires ioniques.
  2. Sachant que le taux d'avancement final de la réaction de l'acide éthanoïque sur l'eau vaut 0,04 calculer la constante d'équilibre de la réaction de l'acide méthanoïque sur l'eau à la même température.

conductivité molaire ionique en Sm² mol-1 :

l(H3O+) = 35 10-3 ; l(CH3-COO-) = 4,1 10-3 ; l(HCOO-) = 5,46 10-3 Sm² mol-1.


corrigé
HCOOH + H2O= HCOO- + H3O+.

la solution est électriquement neutre : [HCOO-]=[H3O+] mol m-3.

s1 = l(H3O+) [H3O+] + l(HCOO-) [HCOO-]

s1 =( l(H3O+) + l(HCOO-) ) [HCOO-] = (35+5,46) 10-3 [HCOO-] = 40,4610-3[HCOO-]

H3C-COOH + H2O= H3C-COO- + H3O+.

la solution est électriquement neutre : [H3C-COO-]=[H3O+] mol m-3.

s1 = l(H3O+) [H3O+] + l(H3C-COO-) [H3C-COO-]

s1 =( l(H3O+) + l(H3C-COO-) ) [H3C-COO-] = (35+4,09) 10-3 [H3C-COO-] = 39,0910-3[H3C-COO-]

conductivité et conductance sont proportionnelles :

donc G1/G2 = s1/s2 = 40,46 / 39,09 [HCOO-] / [H3C-COO-]

525/ 162 =3,24 = 1,035 [HCOO-] / [H3C-COO-]

[HCOO-] = 3,24 / 1,035 [H3C-COO-] = 3,13 [H3C-COO-]

soit t le taux d'avancement final de la réaction de l'acide méthanoïque sur l'eau :

[HCOO-] = t C et [H3C-COO-] = 0,04 C

t C = 3,13 * 0,04 C soit t = 0,125.


HCOOH + H2O= HCOO- + H3O+.

K = [HCOO-][H3O+] / [HCOOH]

solution électriquement neutre : [HCOO-] = [H3O+] =t C

conservation de la matière de l'élément C : [HCOO-] + [HCOOH]= C (mol/L)

[HCOOH] = C - [HCOO-] = C - t C = C(1-t) .

K = Ct 2 / (1-t) =0,01*0,1252 / (1-0,125) = 1,78 10-4.


retour - menu