Solutions aqueuses et dosage

Réaction acide faible avec l'eau

On va étudier l'avancement de la réaction de l'acide formique (acide méthanoïque) avec l'eau pour deux concentration apportée en acide formiques, et . La réaction étudiée est la suivante :

Données : . Couple acide formique / ion formiate : . La densité de la solution mère d'acide formique (composée à 100% d'acide méthanoïque) est

Question

Le pH d'une solution aqueuse S1 de concentration apportée en acide méthanoïque est égal à 2,90. Le volume de solution utilisé pour la mesure est .

a) Quel volume d'une solution commerciale d'acide méthanoïque (solution à 100% d'acide) faut-il prélever pour préparer la solution dans une fiole jaugée de  ?

Solution

a) Solution commerciale d'acide méthanoïque de densité (voir données). Donc et

Solution fille : et

Dilution

Il faut donc prélever un volume de de solution commerciale d'acide formique (on utilisera une micropipette).

Question

Établir le tableau d'avancement de la réaction.

Solution

Nombre initial d'acide méthanoïque

Question

c) Calculer l'avancement final de la réaction.

Question

d) La réaction est-elle totale ? On calculera l'avancement maximal de la réaction en considérant qu'elle est totale.

Solution

Si la réaction est totale tout l'acide méthanoïque est consommé avec :

donc la réaction n'est pas totale.

Question

e) Calculer le taux d'avancement de la réaction.

Question

f) Calculer les concentrations des espèces présentes à la fin de la réaction. En déduire la valeur du du couple .

Solution

d'où  

 

d'où  

 

Question

Le pH d'une solution aqueuse de concentration apportée en acide méthanoïque est égal à 4,15. Le volume de solution utilisée pour la mesure est .

a) Calculer l'avancement final de la réaction.

Question

b) Calculer le taux d'avancement de la réaction.

Question

Comparer les deux valeurs des taux d'avancement observés pour les solutions et . Conclure.

Solution

Plus un acide faible est dilué et plus il est dissocié, c'est à dire que l'équilibre de la réaction de l'acide avec l'eau se déplace dans le sens direct.

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