Aurélie novembre 2000


devoirs en terminale S

chimie acide base

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1

mélange

KOH et KNO3
On dispose d'un litre d'une solution So d'hydroxyde de potassium (ou potasse) de formule KOH,de concentration Co=0,05 mol.L-1. La potasse est une base forte.

Quel volume V1 d'une solution aqueuse de nitrate de potassium de formule KNO3,de concentration C1=0,025 mol.L-1, faut-il ajouter à 150 mL de So pour obtenir une solution de pH=12,15.

 

corrigé


Les ions K+ et nitrate apportés par KNO3 ne sont ni des bases ni des acides. Mais le volume de la solution change donc le pH change.

[OH-]fin = 0,05*0,15 /(0,15+V1)= 0,0075 /(0,15+V1)

pH=12,15

{H3O+]=10-12,15 =7 10-13 mol L-1.

[OH-]fin =10-14 / 7 10-13 = 0,0141 mol L-1.

0,0141 =0,0075 /(0,15+V1)

d'où V1=0,38 L
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2

courbes de neutralisation

On neutralise 25 cm3 d'un acide A par la soude 0,41 mol/L. Pour determiner le volume d'equivalence, on suit l'evolution du pH en fonction du volume de soude versé.

solution HCl
NaOH mL
0
4
8
10
10,4
10,5
10,6
12
13
pH
1
1,1
1,3
1,9
2,6
10,4
11
11,6
12

solution H3PO4

mL
0
2
4
4,8
5,2
6
6,5
7
7,5
8
9
9,2
9,4
9,6

9,8

10,2

11
pH
1,8
2,1
2,9
4,5
5,8
6,35
6,55
6,7
6,9
7,1
7,8
8
8,5
10

10,4

10,8

11,2

solution acide éthanoïque
mL
0
2
4
5
7
9
11
11,4
11,8
12
13
pH
2,8
4
4,3
4,5
4,8
5,1
5,8
6,1
9,6
10,9
11,6

  1. Tracer pour chaque acide la courbe pH=f (V NaOH)
  2. dans chaque cas, determiner le volume d'equivalence et la concentration de l'acide(mol L-1)

    Pour l'acide H3PO4 déterminer préalablement les volumes V1 et V2 correspondant respectivement à la première et deuxième équivalence.Quelle relation lie V1 et V2 ?

  3. Determiner, à partir de la courbe pH=f(V NaOH), le pKa de l'acide acétique.

corrigé



 

A l'équivalence :

HCl : 25*Ca=10,4*0,41 d'où Ca=0,17 mol L-1.

acide phosphorique , à la première équivalence, on a dosé une acidité :

25*Ca=4,9*0,41 d'où Ca=0,08 mol L-1

acide éthanoîque :

25*Ca=11,6*0,41 d'où Ca=0,19 mol L-1.

à la demi équivalence, le pH est égal au pKa .

 

 

3

mélange d'acide
 

On mélange dans l'eau de manière à avoir 1 L de solution :

  • une mole d'acide méthanoïque (formique) HCOOH)-
  • une mole d'acide benzoïque C6H5COOH dont la constante d'acidité est Ka =2 10-5.
  • une mole d'hydroxyde de sodium NaOH.

La mesure du pH de la solution donne pH=4,25. 

  1. Détreminer les concentrations des ions benzoate et des molécules d'acide benzoïque . 
  2. déterminer les concentrations des autres espèces chimiques présentes dans la solution.
  3. Déterminer la constante d'acidité de l'acide formique.
  4. Comparer la force des 2 acides faibles.

 

corrigé


acide benzoique noté AH et ion benzoate noté A-

conservation de la matière [AH]+[A-]=1

pH = pKa(AH/A-)+log[A-]/[AH] donne [A-]/[AH] = 0,356

résolution de ces 2 équations : [AH]=0,74 mol/L et [A-]=0,26 mol/L

 

initialement, avant réaction acide base, l'acide benzoique est essentiellement sous forme AH

la soude réagi avec les 2 acides formique et benzoique et donne des ions formiate et benzoate.

le calcul précédent indique 0,26 mol d'ion benzoate donc 0,26 mole d'acide

benzoique a réagi avec 0,26 mol de soude

AH + HO- donne A- + eau

 

0,74 mol de soude a réagi avec 0,74 mol HCOOH pour former 0,74 mol HCOO-

pH=pKa(HCOOH/HCOO-) +log (0,74/0,26)

pKa acide formique/ion formiate =4,25-0,45=3,8

De deux acides faibles ayant la même concentration, le plus fort est celui qui a le plus petit pKa.

 


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