Aurélie 24/09/08
 

 

Identifier un acide carboxylique bac S Antilles 09/08.

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


.
.

On dispose au laboratoire d'un flacon contenant une solution aqueuse d'acide carboxylique, de nature et de concentration inconnues. L'aide carboxylique est noté R-COOH avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe d'atomes. On se propose de déterminer sa concentration par titrage puis de l'identifier.

Titrage de l'acide carboxylique.

On titre un volume Va= 50,0 mL d'acide carboxylique de concentration molaire C par une solution aqueuse Sb d'hydroxyde de sodium ( Na+ (aq) + HO- (aq)) de concentration molaire Cb= 2,5 10-2 mol/L. On note Vb le volume de solution d'hydroxyde de sodium versé. Le suivi pH-métrique du titrage donne la courbe suivante.


Faire un schéma légendé du dispositif expérimental utilisé.

Ecrire l'équation de la réaction du titrage.

Les couples acide / base sont : R-COOH (aq) / R-COO-(aq) et H2O / HO-(aq).

R-COOH (aq) + HO-(aq) =R-COO-(aq) + H2O.

Etablir le tableau d'avancement en utilisant les grandeurs C, Va, Cb et Vb.

avancement (mol)
R-COOH (aq)
+ HO-(aq)
=R-COO-(aq)
+ H2O
initial
0
CVa
CbVb
0
solvant en large excès
en cours
x
CVa-x
CbVb-x
x
fin ( équivalence)
xéq
CVa-xéq =0
CbVb-xéq =0
xéq
Définir l'équivalence du titrage.

A l'équivalence les quantités de matière des réactifs mis en présence sont en proportions stoechiomètriques. Avant l'équivalence l'acide carboxylique est en excès ; après l'équivalence l'hydroxyde de sodium est en excès.

iner graphiquement le volume VBE à l'équivalence et en déduire la valeur de la concentration molaire C de l'acide.

 

A l'équivalence C Va = CbVb.
C =
CbVb
Va
=
2,5 10-2 *10
50
=
5,0 10-3 mol/L
Identification de l'acide.


L'équation de la mise en solution de l'acide carboxylique dans l'eau est :

RCOOH (l) + H2O(l) = RCOO-(aq) + H3O+(aq).

Donner l'expression de la constante d'acidité Ka du couple RCOOH(aq) / RCOO-(aq).

Ka =
[ RCOO-(aq)] [ H3O+(aq)]
[RCOOH (aq)]

Montrer qu'à partir de l'expression de Ka, on peut écrire :

pH = pKa + log
[ RCOO-(aq)]
[RCOOH (aq)]
[ H3O+(aq)] = Ka
[RCOOH (aq)]
[ RCOO-(aq)]
log [ H3O+(aq)] = log Ka + log
[RCOOH (aq)]
[ RCOO-(aq)]

- log [ H3O+(aq)] = - log Ka + log
[ RCOO-(aq)]
[RCOOH (aq)]

pH =pKa + log
[ RCOO-(aq)]
[RCOOH (aq)]
Quel est le réactif limitant lorsqu'on a versé un volume de solution Sb égal à ½VBE ?

Avant l'équivalence l'hydroxyde de sodium est en défaut et constitue le réactif limitant.

En utilisant le tableau d'avancement montrer que pour Vb = ½VBE on a xf = ½CbVBE .


avancement (mol)
R-COOH (aq)
+ HO-(aq)
=R-COO-(aq)
+ H2O
initial
0
CVa
CbVb
0
solvant en large excès
en cours
x
CVa-x
CbVb-x
x
fin
xf
CVa-xf
CbVb-xf =0
xf
CbVb-xf =0 donne xf = CbVb avec Vb = ½VBE d'où : xf =½ CbVBE.




Montrer que pour Vb = ½VBE on a [RCOOH (aq)]½éq = [ RCOO-(aq)]½éq.

A l'équivalence : C Va = CbVBE soit CVa-xf = CbVBE -xf

avancement (mol)
R-COOH (aq)
+ HO-(aq)
=R-COO-(aq)
+ H2O
initial
0
CVa
CbVb
0
solvant en large excès
en cours
x
CVa-x
CbVb-x
x
fin
xf
CVa-xf

=CbVBE -xf

= CbVBE CbVBE

=½ CbVBE

CbVb-xf =0
 

xf =½ CbVBE

 Les quantités de matière d'acide carboxylique et d'ion carboxylate étant égales : [RCOOH (aq)]½éq = [ RCOO-(aq)]½éq.

Déduire l'expression du pH pour Vb = ½VBE.

pH =pKa + log
[ RCOO-(aq)]½éq
[RCOOH (aq)]½éq

= pKa + log 1 ;

pH =pKa




En utilisant la courbe de titrage et les données ci-dessous identifier l'acide carboxylique.

Couple acide / base
pKa
HCl2C-COOH /HCl2C-COO-
1,3
ClH2C-COOH /ClH2C-COO-
2,9
HCOOH / HCOO-
3,8
H3C-COOH /H3C-COO-
4,8

On identifie l'acide éthanoïque H3C-COOH.



retour -menu