Aurélie 27/11/12
 

 

Acide-base ; réaction acido-basique : bac ST2S Nlle Calédonie 2012.

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Acide-base ; réactions acido-basiques.
le sang est une solution tampon dont le pH est maintenu à environ 7,4 grâce à la présence d'acide carbonique de formule H2CO3 et de sa base conjuguée, l'ion hydrogénocarbonate HCO3-. La concentration molaire en ion hydrogénocarbonate dans le sang est habituellement comprise entre 2,2 10-2 mol/L et 2,6 10-2 mol/L.
Si la concentration en ions hydrogénocarbonate pase en dessous de 2,2 10-2 mol/L, un patient peut présenter les symptômes d'une aidose étabolique, qui est un trouble de l'équilibre acido-basique défini par une baisse du pH du sang.

Rappeler quelles sont les propriétés d'une solution tampon.
Une solution tampon modère les variations de pH suite à l'ajoiut modéré d'une base ou d'un acide, suite à une dilution modérée.
L'acide carbonique est un acide faible.

Définir un acide faible.
Un acide faible réagit partiellement avec l'eau.
L'équation de la réaction entre l'acide carbonique et l'eau est la suivante :
H2CO3 + H2O = HCO3- + H3O+.
Donner l'expression de la constante d'acidité Ka du couple :
H2CO3 / HCO3- .
Ka = [
HCO3-][H3O+] / [H2CO3].
La valeur du pKa du couple H2CO3 / HCO3- est 6,37.
Indiquer quelle forme acide ou basique de ce couple prédomine dans un sang de pH=7,4. Justifier.
A pH supérieur à pKa, la forme base
HCO3- prédomine.
Un opérateur prépare une solution S d'hydrogénocarbonate de sodium de concentration correspondant à celle du sang. Avant de l'utiliser, il procède à un titrage pH-métrique des ions hydrogénocarbonate de  cette solution par une solution d'acide chlorhydrique afin d'en vérifier la concentration.
Il prélève un volume Vb = 10,0 mL de la solution S  de concentration cb en ion hydrogénocarbonate à vérifier.
Il verse progressivement dans ces 10,0 mL de solution, un volume Va d'acide chlorhydrique de concentration ca = 2,0 10-2 mol/L et mesure régulièrement le pH du mélange réactionnel.
Légender le schéma du dispositif expérimental. Utiliser entre autres les termes de solution titrée et de solution titrante.

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Définir l'équivalence du titrage.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs  est en excès, après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
Déterminer graphiquement le volume VAE qu'il a fallu verser à l'équivalence.





L'équation de la réaction du titrage est :  HCO3- + H3O+ ---> H2CO3 + H2O.
Etablir l'expression littérale de la concentration cb.
A l'équivalence :
Vb cb = VAE ca ; cb = VAE ca / Vb.
En déduire que  cb = 2,1 10-2 mol/L
cb
VAE ca / Vb = 10,5*2,0 10-2 / 10,0 = 2,1 10-2 mol/L.
Si une telle concentration était mesurée dans le sang d'un patient pourrait-on penser que celui-ci est en situation d'acidose métabolique ? Justifier.
Si la concentration en ions hydrogénocarbonate pase en dessous de 2,2 10-2 mol/L, un patient peut présenter les symptômes d'une aidose étabolique. C'est donc le cas de ce patient.



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