Aurélie 05/02

dilution de solutions acides

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  1. On dispose d'une solution d'acide chlorhydrique de pH=2,9 obtenue en dissolvant un volume gazeux V de chlorure d'hydrogène par litre de solution.
    - Ecrire l'équation de la réaction de dissolution du chlorure d'hydrogène dans l'eau.
    - Déterminer la quantité nH+, dion oxonium présent dans 1 L de solution.
    - Calculer le volume V de gaz dissout. (volume molaire : Vm=23,8 L/mol)
  2. On considère d'autre part 1 L de solution d'acide éthanoïque dont le pH vaut 2,9, obtenue en dissolvant 0,1 mol d'acide éthanoïque par litre de solution. On notera C1 la concentration de cette solution.
    - Déterminer la quantité n1, dion oxonium présent dans 1 L de solution.
    - Quel est le taux d'avancement final ?
    - Ecrire l'équation qui traduit la réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau.
  3. On dilue la solution d'acide éthanoïque de concentration C1 pour obtenir 100 mL d'une solution de concentration molaire C2 = 0,01 mol/L.
    - Indiquer les opérations à réaliser pour cette dilution.
    - Le pH de la solution diluée est 3,4. Quel est le taux d'avancement final ?
    - Déterminer la quantité n2 d'ion oxonium présents dans cette solution diluée. Comparer n1 et n2 et conclure quant à l'effet d'une dilution.
    - Si on effectuait la même dilution sur la solution d'acide chlorhydrique de pH=2,9, quel serait le pH de la solution diluée ?
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corrigé
HCl(g) + H2O --> H3O+ + Cl-.

pH= - log [H3O+] ou bien [H3O+] = 10-pH = 10-2,9 = 1,26 10-3 mol/L.

Quantité de matiére de chlorure d'hydrogéne dissout : 1,26 10-3 mol

volume de gaz (L) = Qté de matière (mol) fois volume molaire (L/mol) = 1,26 10-3 *23,8 = 0,03L.

nH+ = 1,26 10-3 mol/Lsoit environ100 fois plus petit que la concentration C1.


CH3COOH
+H2O
= CH3COO-
+ H3O+
initial
0,1
solvant
0
0
en cours
0,1-x
x
x
final
0,1-xmax =0
xmax =0,1 mol
xmax =0,1 mol

t = 1,26 10-3 / 0,1 = 1,26 10-2 (1,26%)

facteur de dilution = C1 / C2 = 10

volume fiole jaugée / volume pipette = 10

prélever 10 mL de la solution mère de concentration C1 à la pipette graduée + pipeteur

placer dans une fiole jaugée de 100 mL et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.

pH= 3,4 donc n2 = xf = 10-3,4 = 4 10-4 mol/L

xmax= 0,01 mol/L

t = 4 10-4 / 0,01 = 4 10-2 (4%)

règle de Le Chatelier ou règle de modération:

en ajoutant de l'eau (un réactif) on déplace l'équilibre dans le sens "comsommation de l'eau", c'est à dire dissociation de l'acide faible en ion oxonium et éthanoate.

par dilution, un acide faible se rapproche du comportement d'un acide fort.

en diluant 10 fois la solution initiale d'acide chlorhydrique (acide fort), la concentration en ion oxonium est divisée par dix et le pH augmente d'une unité pH ( soit 2,9+1=3,9)

à suivre ...
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