Aurélie 09 09 /02
acide base

suite --> alcools et saponification ( concours kiné A.P 02)

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  1. On cherche à identifier quatre solutions aqueuses de même concentration C= 0,01 mol/L.
    solution 1 : acide chlorhydrique ; solution 2 : acide méthanoïque ; solution 3 : acide éthanoïque ; solution 4 : acide propanoïque.
    Pour identifier le contenu de chaque flacon on mesure le pH de chaque solution à 25°C.
    Reproduire et compléter le tableau en attribuant son numéro à chaque solution.
    flacon
    A
    B
    C
    D
    pH
    3,5
    3,4
    2
    2,9
    solution

  2. A quelle caractéristique de la chaîne carbonée peut-on attribuer la force relative des acides carboxyliques précédents ?
  3. Donner la représentation de Lewis de l'ion méthanoate.
  4. L'étude pH-métrique de la réaction entre un volume VB = 20 mL d'une solution de méthanoate de sodium et la solution d'acide chlorhydrique de concentration C= 0,01 mol/L a permis de déterminer les coordonnées du point équivalent VA équi=12 mL et pHéqui= 3,1.
    - Ecrire l'équation bilan de la réaction chimique étudiée.
    - Calculer la constante de la réaction et conclure.
    - Déterminer la concentration molaire volumique de la solution de méthanoate de sodium.
    - Pourquoi la valeur du pH à l'équivalence est-elle inférieure à 7 ?
    - Le pH initial de la solution de méthanoate de sodium est 7,8 à 25°C. Tracer l'allure de la courbe pH= f( VA) correspondant à l'étude ci-dessus.

Données : acide éthanoïque / ion éthanoate pKa = 4,8 ; acide méthanoïque / ion méthanoate pKa = 3,8 ; acide propanoïque/ ion propanoate pKa = 4,9

masse atomique molaire (g/mol) H=1 ; C=12 ; O=16

corrigé
pour un acide fort, pH= - log c soit dans ce cas -log 0,01 = 2

l'acide chlorhydrique , acide fort correspond au flacon C.

Pour les 3 autres flacons, le pH est supérieur à 2 et de plus les 4 solutions ont la même concentration. : les 3 autres acides sont des acides faibles. A concentration identique, l'acide le plus fort a le plus petit pKa et le plus petit pH ( le plus proche de 2 dans ce cas)

donc D : acide méthanoïque H-COOH

B: acide éthanoïque H3C-COOH et A: H3C-CH2-COOH acide propanoïque

On constate que l'acide carboxylique est d'autant plus fort que le squelette carboné compte un plus petit nombre d'atomes de carbone.

représentation de Lewis de l'ion méthanoate :

HCOO- + H3O+ = HCOOH + H2O

K = [HCOOH] / ([HCOO-][H3O+])= 1 / Ka = 1 / 10-3,8 = 103,8 = 6309.

K est assez grand, la réaction est donc totale.

A l'équivalence du dosage acide base, les quantités de matière d'acide et de base sont proportionnelles aux coefficients stoéchiomètriques CaVa = Cb Vb

Cb = 0,01*12/20 = 6 10-3 mol/L.

A l'équivalence la solution contient l'acide faible HCOOH ( majoritaire par rapport à l'ion méthanoate), le pH est donc inférieur à 7 et inférieur au pka du couple acide méthanoïque/ ion méthanoate. pH < 3,8.

 

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