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On étudie le couple acide benzoïque / ion
benzoate C6H5COOH /
C6H5 COO-. pKa = 4,2
- On mesure le pH d'une solution S1 d'acide
benzoïque de concentration C1=0,01 mol/L.
On trouve pH=3,1.
- Indiquer en quoi ce résultat permet d'affirmer
que l'acide benzoïque est un acide faible dans
l'eau.
- Ecrire l'équation bilan de la réaction de
l'acide benzoïque avec l'eau. Déterminer la
constante de cette réaction
- On mesure ensuite le pH d'une solution S2
de benzoate de sodium ( C6H5 COONa)
de concentration 0,01 mol/L. On trouve pH=8,1.
- Indiquer en quoi ce résultat permet d'affirmer
que l'ion benzoate est une base faible dans l'eau.
- Ecrire l'équation bilan de la réaction de
l'ion benzoate avec l'eau. Déterminer la constante
de cette réaction.
- On ajoute à la solution S1 quelques
gouttes d'une solution de soude. Le pH prend la valeur
5,2.
- Indiquer sans calcul, en utilisant une échelle
de pH, quelle est l'espèce du couple qui
prédomine dans la solution obtenue.
- Noter sur une échelle des pKa, les
différents couples acide base qui interviennent
dans la solution obtenue.
- Ecrire l'équation bilan de la réaction
acide base qui se produit lors du mélange de la
solution S1 et de la solution de soude et qui
présente la plus grande constante de
réaction. Calculer cette constante de
réaction. En déduire si la réaction
peut être considérée comme
totale.
- On réalise une solution S en mélangeant
10 mL de S1= et 10 mL de S2
- Ecrire l'équation bilan de la
réaction acide base qui se produit lors du
mélange et qui présente la plus grande
constante de réaction. Calculer cette constante de
réaction.
- Etablir sans calcul, la relation entre la concentration
de l'acide benzoïque et celle de sa base
conjuguée. En déduire la valeur du pH de la
solution S.
corrigé
Pour un acide fort, pH= - log c soit pH= 2 si c= 0,01
mol/L; on mesure une valeur supérieure à 2,
donc l'acide benzoïque n'est pas un acide fort mais un
acide faible.
C6H5COOH +H2O
équilibre avec C6H5 COO-
+ H3O+.
K1 = [C6H5 COO-
][H3O+] /
[C6H5COOH ] = Ka =
10-4,2 = 6,3
10-5.
Pour une base forte pH= 14 + log c soit pH=12 si c= 0,01
mol/L. Or on trouve une valeur inférieure à 12
, donc l'ion benzoate n'est pas une base forte mais une base
faible.
à pH supérieur à pKa, la forme basique,
l'ion benzoate prédomine.
C6H5COOH +HO-
équilibre avec C6H5 COO-
+ H2O.
la réaction entre l'acide benzoïque et la
soude est totale, la constante de réaction
étant très grande.
dans S, [C6H5
COO-] = 0,01*0,01 = 10-4 mol
, la réaction de l'ion benzoate avec l'eau
étant négligeable.
[C6H5 COOH] = 0,01*0,01 =
10-4 mol , la réaction de lacide
benzoïque avec l'eau étant
négligeable.
[C6H5 COO-] =
[C6H5 COOH] donc
pH=pKa=4,2.
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