Aurélie 26/09/10
 

 

Dilution de solution d'acides, acide méthanoïque, acide benzoïque, conductivité.

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Dilution de solution d'acides

 On dissout V litre de chlorure d'hydrogène gazeux dans 1 L d'eau distillée ; le pH de la solution d'acide chlorhydrique obtenue est pH = 2,9.
Ecrire l'équation de la dissolution du chlorure d'hydrogène HCl dans l'eau.

HCl (g) + H2O(l) = H3O+aq + Cl-aq.
Quelle est la quantité de matière d'ion oxonoium nH3O+ dans 1 L de solution ?
nH3O+ =V [
H3O+aq] = V 10-pH =1*10-2,9 =1,26 10-3 ~1,3 10-3 mol.
Calculer V si Vm = 23,8 L / mol.
V =
nH3O+ Vm =1,26 10-3 *23,8 =3,0 10-2 L.

1L de solution d'acide éthanoïque est obtenue en dissolvant n =0,10 mol d'acide éthanoïque pur par litre de solution. Le pH de la solution est pH = 2,9.
Quelle est la quantité de matière d'ion oxonoium nH3O+ dans 1 L de solution ?
nH3O+ =V [
H3O+aq] = V 10-pH =1*10-2,9 =1,26 10-3 ~1,3 10-3 mol.
Quel est le taux d'avancement final ?
t = xfin / xmax =10-pH / n =
1,26 10-3 /0,10 = 1,26 10-2 ~1,3 10-2.
Ecrire l'équation de la réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau.
CH3-COOH (aq) + H2O(l) = H3O+aq + CH3-COO-aq.



On dilue la solution d'acide éthanoïque de concentration c1 = 0,10 mol/L pour obtenir 100 mL d'une solution fille de concentration c2 = 0,010 mol/L.
Indiquer le protocole pour réaliser cette dilution.
Facteur de dilution F = c1c2 =10.
Volume de la pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / 10 = 100 / 10 = 10 mL.
Prélever 10 mL de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de 10 mL + pipeteur.
Placer dans la fiole jaugée de 100 mL et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Boucher, agiter pour rendre homogène.


 

Le pH de la solution diluée est 3,4.
Quelle est la quantité d'ion oxonium n2 présents dans 1 L de solution fille ?

n2 =10-pH = 10-3,4 = 4,0 10-4 mol.

Quel est le taux d'avancement final ? Conclure.
t = xfin / xmax =10-pH / C2 =
4,010-4 /0,010 ~4,0 10-2.
Par dilution un acide faible se rapproche du comportement d'un acide fort. Le taux d'avancement final augmente et va tendre vers 1 si la dilution est importante.

Solution d'acide méthanoïque

solution concentration C (mol/L) pH taux d'avancement t = 10-pH / C
S1 5,0 10-2 2,5 10-2,5 / 5,0 10-2 =6,3 10-2
S2 1,0 10-2 2,9 0,13
S3 5,0 10-3 3,1 0,16
S4 1,0 10-3 3,5 0,32
S5 1,0 10-4 4,2 0,63
S6 1,0 10-5 5,1 0,79

  Comment préparer 100 mL de S2 à partir de S1 ?
Facteur de dilution F = 0,05 / 0,01 = 5 ; volume de la pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / F =100/5 = 20 mL.
Prélever 20 mL de la solution mère S1 à l'aide d'une pipette jaugée + pipeteur.
Verser dans la fiole jaugée de 100 mL et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
Boucher, agiter pour rendre homogène.

Ecrire l'équation de la réaction entre cet acide et l'eau.
HCOOH (aq) + H2O(l) = H3O+aq + HCOO-aq.
Calculer pour chaque solution le taux d'avancement final et conclure.
voir tableau ( colonne 4 ).

Par dilution un acide faible se rapproche du comportement d'un acide fort. Le taux d'avancement final augmente et va tendre vers 1 si la dilution est importante.





Couple acide base ion ammonium / ammoniac NH4+ / NH3.
On considère une solution S de chlorure d'ammonium de concentration C= 0,010 mol/L.

Donner les formules des ions chlorure et ammonium.
Cl- ;
NH4+.
Comment préparer V=250 mL de solution S à partir de la pesée du chlorure d'ammonium solide ?
Masse molaire NH4Cl : M = 14+4+35,5 =53,5 g/mol.
Quantité de matière en soluté apporté n = CV =0,010*0,25 =2,5 10-3 mol.
Masse de solide à peser : m = n M =
2,5 10-3 *53,5 =0,13 g.
Peser le solide (balance au 1/100è + coupelle + spatule ).
Placer un entonoir sur la filoe jaugée de 250 mL,y verser le solide, rincer entonnoir et coupelle. 
Compléter la fiole jaugée avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Boucher et agiter pour rendre homogène.
Calculer laconstante d'acidité Ka du couple acide base si le pH de la solution est pH =5,6.

NH4+
aq +H2O (l)= NH3 aqH3O+aq
Ka = [
NH3 aq] [H3O+aq] /[NH4+ aq] avec [NH3 aq] =[H3O+aq] =10-pH =10-5,6 =2,51 10-6 mol/L.
[
NH4+ aq] = C-[NH3 aq] =C-10-pH =0,010-2,51 10-6 ~0,010 mol/L.
Ka
=2,51 10-6=2,51 10-6 /0,010 =6,3 10-10.










Conductance d'une solution d'acide benzoïque.

On dissout de l'acide benzoïque C6H5COOH dans l'eau afin d'obtenir différentes solutions.
Ecrire l'équation associée à cette dissolution et écrire l'expression de la constante d'équilibre.

C6H5COOH aq +H2O (l)= C6H5COO-aq aqH3O+aq
Ka = [
C6H5COO-aq ] [H3O+aq] /[C6H5COOH aq
Ecrire l'expression de la conductivité s de la solution en fonction de la concentration C des ions.
s = l
H3O+[H3O+aq] +lC6H5COO- [C6H5COO-aq ]
avec [C6H5COO-aq ]= [H3O+aq]= C d'où s =( lH3O++lC6H5COO- ) C.
s =(3,2 10-3 +35 10-3)C =3,82 10-2 C.
Compléter les 5 dernières lignes du tableau.
On donne la constante de cellule k =112 m-1.
Conductance G =
s /k =3,82 10-2 /112 =3,41 10-4 C ( siemens).
Ka =C*C / (C0-C) avec C0 concentration en soluté apporté.

C0(mol L-1) 1,0 10-2 5,0 10-3  2,0 10-3  1,0  10-3 0,50  10-3 0,10 10-3
G (S) 2,7 10-4 1,8 10-4 1,1 10-4 7,5 10-5 5,2 10-5 1,85 10-5
s(S m-1) 2,7 10-4 *112
=3,0 10-2
2,0 10-2 1,2, 10-2 8,4 10-3 5,8 10-3 2,1 10-3
C(mol m-3) 3,0 10-23,82 10-2
= 0,79
0,52 0,31 0,22 0,15 0,055
C(mol L-1) 7,9 10-4 5,2 10-4 3,1 10-4 2,2 10-4 1,5 10-4 0,55 10-4
C0-C(mol/L) 9,2 10-3 4,5 10-3 1,7 10-3 7,8 10-4 3,5 10-4 4,5 10-5
Ka (7,9 10-4)2 / 9,2 10-3
=6,8 10-5
6,0 10-5 5,7 10-5 6,2 10-5 6,4 10-5 6,7 10-5



 

 

 

 

 

 

 

 










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