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Chap. 3 : TP : Le pH et sa mesure. Etude de transformations par pH-métrie  : correction

Chap. 3 : TP : Le pH et sa mesure. Etude de transformations par pH-métrie  : correction Préambule : le pH et sa mesure. Questions :. a. Par définition, pH = – log [H 3 O + ], donc : 1,98 < pH < 2,02. Le pH-mètre n’étant précis qu’à 0,1 unité de pH près, il indiquera dans les 2 cas : 2,0.

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Chap. 3 : TP : Le pH et sa mesure. Etude de transformations par pH-métrie  : correction

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Presentation Transcript

  1. Chimie Chap. 3 : TP : Le pH et sa mesure. Etude de transformations par pH-métrie : correction Préambule : le pH et sa mesure

  2. Chimie Questions : a. Par définition, pH = – log [H3O+], donc : 1,98 < pH < 2,02. Le pH-mètre n’étant précis qu’à 0,1 unité de pH près, il indiquera dans les 2 cas : 2,0. b. Afin d’homogénéiser la solution pour effectuer une mesure dans les meilleurs conditions. c. Il faut choisir 4,0 ou 4,8 et 7,0. Il faut 2 solutions tampons pour étalonner le pH-mètre, une de 7,0 car c’est une solution neutre et une acide car on veut mesurer le pH d’une solution acide.

  3. Chimie 2. Transformations totales ou limitées ? Questions 1. CH3COOHaq + H2O  H3O+ + CH3COO–aq (1) HClaq + H2O  H3O+ + Cl–aq (2) Dans les 2 cas, l’eau joue le rôle de base. Le couple associé est : H3O+ /H2Ol. 2.

  4. Chimie 1 L d’eau a une masse de 1 kg d’où pour 50 mL, 50 g : ni(H2O) = 50 /18 = 2,8 mol Acide chlorhydrique ni(HCl) = C × V = 5,0.10–4mol. Acide éthanoïque : ni(CH3COOH) = C × V = 5,0.10–4mol. On suppose la réaction totale dans les 2 cas : Si l’eau est le réactif limitant : ni(H2O) – xmax = 0 soit xmax= 2,8 mol

  5. Chimie Si HClest le réactif limitant : ni(HCl) – xmax = 0 ou si CH3COOH est le réactif limitant : ni(CH3COOH) – xmax = 0, on trouve dans les 2 cas : xmax = 5,0.10–4 mol. Donc l’eau est en très large excès et xmax = 5,0.10–4 mol. 3. [H3O+]max = xmax / V = 1,0.10–2mol.L–1. Le pH attendu des solutions est donc : pH = – log [H3O+]max = 2,0.

  6. Chimie 4. Acide chlorhydrique, compte tenu de la précision du pH-mètre, cela concorde. Acide éthanoïque : cela ne va pas. → réaction de l’acide chlorhydrique avec l’eau : réaction totale → réaction de l’acide éthanoïque avec l’eau : réaction non totale.

  7. Chimie 5. * Cas de l’acide chlorhydrique : pHmesuré = 2,0 soit [H3O+]f = 1,0.10–2 mol.L–1. d’où xf = [H3O+]fVsolution = 1,0.10–2 mol. A l’état final : [HCl aq]f = (ni(HCl) – xf) / Vsolution = 0 mol.L–1. [H3O+]f = 1,0.10–2 mol.L–1. [Cl–]f = xf / Vsolution = 1,0.10–2 mol.L–1.

  8. Chimie * Cas de l’acide éthanoïque : pHmesuré = 2,6 soit [H3O+]f = 2,5.10–3 mol.L–1. d’où xf = [H3O+]fVsolution = 2,5.10–3 mol. A l’état final : [CH3COOH aq]f = (ni(CH3COOH) – xf) / Vsolution = (1,0.10–2 – 2,5.10–3) / 1 = 7,5.10–3 mol.L–1. [H3O+]f = 2,5.10–3 mol.L–1. [CH3COO–]f = xf / Vsolution = 2,5.10–3 mol.L–1.

  9. Chimie 6. * Acide chlorhydrique : xf = xmax.. Réaction totale : il n’y a plus de molécules HCl dans la solution aqueuse, elles se sont toutes dissociées. * Acide éthanoïque : xfxmax.. Réaction non totale : il reste des molécules CH3COOH dans la solution aqueuse, elles ne se sont pas toutes dissociées. 7. * Cas de l’acide chlorhydrique : t = xf / xmax. = 1 réaction totale. * Cas de l’acide éthanoïque : t = xf / xmax. = 0,25 réaction limitée.

  10. Chimie 8. La molécule HCln’existe pas dans l’eau, elle est totalement dissociée, il est donc impératif d’écrire : H3O+ + Cl–

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