Aurélie 05/01/10 

 

Dosage acide base ; couples acide base

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On dissout  une masse m d'un solide AH ( acide sulfamique H2N-SO3 H ; masse molaire M = 97,1 g/mol) dans un volume V = 200 mL d'eau distillée. On obtient une solution notée S de concentration CA.
l'action de l'acide AH avec l'eau est totale :
AH aq + H2O(l) = H3O+aq +A-aq.(1).
Exprimer la quantité de matière d'ion oxonium dans la solution S.
D'après les nombres stoechiométriques les quantités de matière d'acide AH et d'ion oxonium
H3O+aq sont égales.
Une quantité de matière (mol) est une concentration ( mol/L) fois le volume V (litre) de la solution.
nH3O+ = CA V.
On dose un volume V1 =20,0 mL de la solution S par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration CB =0,10 mol/L.
La réaction support du dosage a pour équation :
H3O+aq +HO-aq = 2H2O(l) (2).
Quels sont les couples acide base mis en jeu ?
H3O+aq  / H2O(l) et H2O(l) / HO-aq
L'équivalence est obtenue pour un volume VB éq = 15,4 mL de la solution de soude.
Calculer la quantité de matière nA d'acide  dans V1.
A l'équivalence les quantité de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques : nA =
CA V1 = CB VB éq ;
nA = 0,10 * 15,4 10-3 = 1,54 10-3 ~1,5 10-3 mol.
Calculer la quantité de matière n'A d'acide  dans V=200 mL.
n'A =10 nA = 1,54 10-2 ~1,5 10-2 mol.
Calculer m.
m =
n'A M = 1,54 10-2 *97,1 =1,495 ~1,5 g.
Cette masse  m d'acide sulfamique a été obtenue à partir d'une masse m' = 1,50 g d'un détartrant portant la mention acide sulfamique.
Que pouvez-vous dire de la composition de ce détartrant en acide sulfamique ?
(1,5-1,495) / 1,5 *100 ) =0,3 %
Le détartrant contient  de l'acide sulfamique pratiquement pur.


On effectue le dosage par conductimétrie. La conductance G de la solution décroît avant l'équivalence et croït après l'équivalence.
Interpréter le phénomène par une étude qualitative de la transformation chimique.
H3O+aq +H2N-SO3-aq + Na+aq+HO-aq = 2H2O(l)
On suppose que le volume de la solution dans le becher varie peu.
Avant l'équivalence, la solution d'hydroxyde de sodium est en défaut.
Des ions
H3O+aq disparaissent ; on ajoute des ions Na+aq, de conductivité ionique molaire  très inférieure à celle des ions H3O+aq.
Du point de vue de la conductivité, tout se passe comme si on remplaçait les ions
H3O+aq par des ions Na+aq ; conductance G et conductivité étant proportionnelles, la conductance de la solution diminue.
Après l'équivalence, la solution d'acide sulfamique est en défaut.
On ajoute des ions
Na+aq et HO-aq : la conductance de la solution va augmenter. 

Couples acide / base.
Compléter le tableau suivant :

acide
base
couple acide / base
acide méthanoïque HCOOH
ion méthanoate HCOO-
HCOOH / HCOO-
sulfure d'hydrogène H2S
ion hydrogénosulfure HS- H2S / HS-
ion hydrogénosulfure HS- ion sulfure S2-
HS- / S2-
eau H2O
ion hydroxyde HO-
H2O / HO-
ion oxonium H3O+
eau H2O H3O+ / H2O

 Citer les ampholytes.
Un ampholyte peut se comporter comme un acide ou comme une base :
H2O ; HS-.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique entre :
- l'acide méthanoïque et l'hydroxyde de sodium :
couples acide base :
HCOOH / HCOO- ; H2O / HO- ;
HCOOH +HO-  = HCOO- + H2O ;
- les ions hydroxyde et hydrogénosulfure :
couples acide base :
H2O / HO- ; HS- / S2- ;
HO- +HS- = H2O +S2- ;
- les ions oxonium et hydrogénosulfure :
couples acide base : H3O+ / H2O ; H2S / HS-;
H3O+ +HS- = H2S + H2O.
Les amines secondaires de formule générale R2-NH sont des bases.
 Ecrire la formule de l'acide conjugué.
Une base gagne un proton H+R2-NH + H+ =R2-NH2+.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique entre H2S et R2-NH.
couples acide base : R2-NH2+/ R2-NH ; H2S / HS-;
R2-NH + H2S = HS- +R2-NH2+ .




 
Solution d'ammoniac NH3.

L'ammoniac est une base.
Donner la formule et le nom de l'acide conjugué.
Une base gagne un proton H+ :  NH3 + H+ =NH4+.( ion ammonium )
Ecrire l'équation de la réaction entre l'ammoniac et une solution d'acide chlorhydrique.
Une solution d'acide chlorhydrique contient des ions oxonium H3O+ et chlorure Cl-.
couples acide base :
H3O+ / H2O et NH4+ / NH3 ;
H3O+ +NH3 =
H2O + NH4+.
A partir d'une solution d'ammoniac de concentration C1 = 0,10 mol/L, on désire fabriquer V2 = 200 mL d'une solution S2 d'ammoniac de concentration C2 = 1,0 10-2 mol/L.
Quel volume V1 faut-il prélever ? Schématiser la verrerie nécessaire.
Facteur de dilution F =
C1 /C2 =0,10 / 0,01 = 10
F = Volume de la fiole jaugée / volume de la pipette jaugée =
V2 /V1 =10.
volume de la pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / 10 = 200 / 10 = 20 mL.
la verrerie utilisée pour ptélever la solution mère. Pipette jaugée.

 

- le récipient dans lequel on effectue la dilution par ajout d'eau distillée. Fiole jaugée.


Le phosphate d'ammonium (NH4)3PO4 est un solide qui se dissocie entièrement dans l'eau en ions NH4+ et PO43-.
Ecrire l'équation de cette dissolution.
(NH4)3PO4 (s) = 3 NH4+ aq + PO43- aq.
Quel est l'acide conjugué de
PO43- ?
un acide cède un proton H+
HPO42-= PO43-+ H+.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique possible entre
NH4+ et PO43-.
couples acide / base :
NH4+/ NH3 et HPO42-/ PO43-;
NH4++PO43-  = NH3 + HPO42-.








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