Une transformation chimique est-elle toujours totale ?

1. Une transformation chimique est-elle toujours totale ?

2. II] Manipulations. III ]Exploitation des résultats

3. II] Manipulations. 2.1 Solution d’acide chlorhydrique : HCl( aq ). a)Préparation de 1 L d’une solution d’acide chlorhydrique de concentration en soluté apporté CHCl = 10-1 mol.L-1 selon l’équation de dissolution : La dissolution est totale donc : A 20°C , le volume molaire a pour valeur : Vm=24 L.mol-1

4. II] Manipulations. 2.1 Solution d’acide chlorhydrique : HCl( aq ). b) Calculs des concentration en soluté apporté. On dilue un volume V de solution d ’acide chlorhydrique de concentration C0=10-1 mol.L-1 dans de l ’eau , afin d ’obtenir une solution de concentration Ci et de volume Vtotal=V+Veau. Au cours d ’une dilution il y a conservation de la matière donc :

5. II] Manipulations. 2.1 Solution d’acide chlorhydrique : HCl( aq ). b) Calculs des concentration en soluté apporté. • Premier mélange : V=1mL et Vtotal =51mL • Deuxième mélange : V=5mL et Vtotal =55mL • Troisième mélange : V=10mL et Vtotal =60 mL

6. II] Manipulations. 2.1 Solution d’acide chlorhydrique : HCl( aq ).

7. a) Préparation de la solution par dissolution : CH3CO2H ( s ) CH3CO2H ( aq ) . II] Manipulations. 2.2 Solution d ’acide éthanoïque :( ou acétique ) CH3CO2H

8. II] Manipulations. 2.2 Solution d ’acide éthanoïque :( ou acétique ) CH3CO2H Par analogie avec l ’acide chlorhydrique , on trouve les mêmes concentrations initiales , soit :

9. a) Préparation de solution selon l’équation : HCOOH (l ) HCOOH ( aq ). II] Manipulations. 2.3 Solution aqueuse d’acide méthanoïque :(ou formique) HCOOH On dissout 4,6 g d’acide méthanoïque dans une fiole jaugée de 1L. (voir fiche méthode p246 )

10. II] Manipulations. 2.3 Solution aqueuse d’acide méthanoïque :(ou formique) HCOOH Par analogie avec l ’acide chlorhydrique et l ’acide éthanoïque , on trouve les mêmes concentrations initiales , soit :

11. HCl ( aq ) + H2O ( l ) H3O+ ( aq ) + Cl- ( aq ) . • Couples : HCl / Cl- et H3O+ / H2O. • CH3COOH ( aq ) + H2O ( l ) CH3COO- ( aq ) + H3O+ ( aq ) . • Couples: CH3COOH / CH3COO- et H3O+ / H2O. • HCOOH ( aq ) + H2O ( l ) HCOO- ( aq ) + H3O+ ( aq ) . • Couples: HCOOH / HCOO- et H3O+ / H2O. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) a) Pour chaque expérience, dire s ’il y a eu réaction entre l ’eau et l ’acide . • A chaque ajout d’acide, le pH diminue, donc il se forme des ions oxonium H3O+ : il y a transformation chimique selon les équations suivantes :

12. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) b) Déterminer le pH attendu si la transformation était totale L ’eau est en excès ( solvant ), le réactif limitant est donc HCl . Si la transformation est totale à l ’EF on a alors :

13. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) b) Déterminer le pH attendu si la transformation était totale Soit pour chaque solution : • Solution 1 : xmax = 2.10-3.51.10-3 = 10-4 mol • Solution 2 : xmax = 9,1.10-3.55.10-3 = 5.10-4 mol • Solution 3 : xmax = 17.10-3.60.10-3 = 10-3 mol

14. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) b) Déterminer le pH attendu si la transformation était totale Le pH attendu est alors : pH=-log[H3O+] Or : Et :

15. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) b) Déterminer le pH attendu si la transformation était totale Soit pour chaque solution : • Solution 1 : pH=-log( 2.10-3 /51.10-3 )= 2,7 • Solution 2 : pH=-log( 9,1.10-3 /55.10-3 )= 2,0 • Solution 3 : pH=-log( 17.10-3 /60.10-3 )= 1,8 Les volumes et concentrations initiales étant identiques pour l ’acide éthanoïque et méthanoïque, on attend donc les mêmes pH si leurs transformations étaient totales.

16. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) c) Calculer l ’avancement final xf à partir des résultats expérimentaux A l ’ état final : Soit pour chaque solution : • Solution 1 : xf =10-2,7 . 51.10-3 = 10-4 mol • Solution 2 : xf =10-2,0 . 55.10-3 = 5,5.10-4 mol • Solution 3 : xf =10-1,8 . 60.10-3 = 9,5.10-4 mol

17. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) d) Calculer le taux d ’avancement final • Solution 1 : xf = 10-4 mol • Solution 2 : xf = 5,5.10-4 mol • Solution 3 : xf = 9,5.10-4 mol • Solution 1 : xmax = 10-4 mol • Solution 2 : xmax = 5.10-4 mol • Solution 3 : xmax = 10-3 mol • Solution 1 :  = 1 = 100% • Solution 2 :  = 1,1 = 110% • Solution 3 :  = 0,95 = 95% Aux erreurs expérimentales près , on peut considérer la transformation comme totale.

18. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) d) Calculer le taux d ’avancement final Cas de l ’acide éthanoïque • Solution 1 : xf = 10-5 mol • Solution 2 : xf = 2,8.10-5 mol • Solution 3 : xf = 3,8.10-5 mol • Solution 1 : xmax = 10-4 mol • Solution 2 : xmax = 5.10-4 mol • Solution 3 : xmax = 10-3 mol • Solution 1 :  = 0,1 = 10% • Solution 2 :  = 0,056 = 5,6% • Solution 3 :  = 0,038 = 3,8 % Cette transformation n ’est pas totale

19. III ]Exploitation des résultats 3.1 Analyse des expériences 1) 2) et 3) d) Calculer le taux d ’avancement final Cas de l ’acide méthanoïque • Solution 1 : xf = 2,6.10-5 mol • Solution 2 : xf = 6,9.10-5 mol • Solution 3 : xf = 12.10-5 mol • Solution 1 : xmax = 10-4 mol • Solution 2 : xmax = 5.10-4 mol • Solution 3 : xmax = 10-3 mol • Solution 1 :  = 0,26 = 26% • Solution 2 :  = 0,138 = 13,8% • Solution 3 :  = 0,12 = 12 % Cette transformation n ’est pas totale