DS de Terminale force acide base et nomenclature

Résumé du document

DS corrigé de 2 heures de Terminale comportant 3 exercices. Le premier sur le chapitre nomenclature, le deuxième et le troisième sur les forces acide/base, calcule du ph, Pk, Pka, tableau d'avancement, démonstration de formule, etc...

Extraits

[...] C6 H5COH ( aq ) H 2O( + C6 H 5CO2(− aq ) ) H 3O(+aq ) + Etat initial Etat intermédiaire Etat final cV cV-x cV- x f excès excès excès 0 x 0 x xf xf Etat théorique cV- xmax excès xmax xmax 3.3.Déterminer l'avancement maximal xmax de cette réaction pour un volume V=20,0 mL de solution saturée. Le réactif limitant est l'acide benzoïque : cV- xmax  xmax =cV=5,60.10-4 mol 3.4. Déterminer l'avancement final x f . L'avancement final vaut : x f = nHf =  H3O(+aq )  V = 10− pH V = 10−2,9  20.10−3 = 2,52.10−5 mol. [...]

[...] Celle-ci est dite alors saturée. Données : masse molaire de l'acide benzoïque : M=122,1 g.mol-1. Les parties B et Sont indépendantes les unes des autres 1.Montrer que la concentration apportée c apportée dans une solution saturée d'acide benzoïque à 25°C vaut 2,80.10-2 mol.L-1. La concentration en quantité de matière d'une solution saturée d'acide benzoïque vaut : n m = = = 2,80.10−2 mol. V VM 1122,1 2.Donner la formule de l'ion benzoate, base conjuguée de l'acide benzoïque − + L'ion benzoate a pour formule : C6 H 5CO2( aq ) car l'acide benzoïque C6 H5COH ( aq ) perd un proton H ( aq ) . [...]

[...] La courbe pH=f(Vb) est représentée dans l'annexe. 4.1.Écrire l'équation de la réaction support du dosage. L'équation de la réaction de titrage est la suivante : C6 H5COH ( aq ) + HO(−aq ) → C6 H 5CO2(− aq ) + H 2O( ) − 4.2. Lors du titrage, déterminer la concentrations de ions hydroxyde HO( aq ) dans le milieu réactionnel lorsqu'on aura versé un volume Vb=8,0 mL de solution d'hydroxyde de sodium. Calculer le taux d'avancement final 2. Conclure. [...]

[...] Pour ce faire on mesure la conductivité  de solutions d'acide benzoïque de différentes concentrations c. On considère donc de nouveau la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau Donner la relation entre la conductivité  d'une de ces solutions et les conductivités molaires ioniques des ions présents H et C H CO− D'après la relation de Kohlrausch, on a :  = H  H 3O +  + C H CO− C6 H 5CO2−  6.2.Montrer que la conductivité  , l'avancement final x f , un coefficient = H + C H CO− et le volume V de 3 la solution sont liés par la relation suivante :  =  xf 3 xf V + C H CO− V On a d'après l'équation de la réaction avec l'eau : C6 H 5CO2−  =  H 3O+  = La conductivité a pour expression :  = H xf V xf V H + C H CO− ) xf V = xf V 6.3.En utilisant les expressions établies précédemment de la constante d'acidité Ka et de la conductivité  de la solution, montrer que : 2 c = − Ka   c + Ka   xf        V  =  On a pour la constante d'acidité : K a =  x  c− c− f  V   Ce qui donne : K a  c −     =        K a  2 1 − =  c  c 2 2 c = − Ka  On a tracé 2 c  c + Ka 2  2 en fonction de pour les différentes mesures et obtenue une droite d'équation : c c −6  −8 = − c + 9,11.10 6.4.Donner les expressions littérales du coefficient directeur et de l'ordonnée à l'origine de la droite. [...]

[...] D'après l'équation de titrage, la relation à l'équivalence est la suivante : nA nbE = Ce qui donne : cAVA = CbVbE On obtient finalement : CbVbE 5.10−2  cA = = = 2,80.10−2 mol/L, on retrouve la concentration en quantité de matière d'une VA 20 solution saturée d'acide benzoïque On s'intéresse à la demi-équivalence du titrage, c'est-à-dire l'état final du mélange lorsqu'on a versé un volume Vb tel que Vb = VbE 5.1.Que vaut le pH du mélange réactionnel à la demi-équivalence ? Le pH à la demi-équivalence vaut 4,2 d'après la courbe de titrage. 5.2.Déterminer les concentrations de la forme acide et celle de la forme basique à la demi-équivalence. On pourra éventuellement se servir d'un tableau d'avancement. A la demi-équivalence, la moitié de l'acide benzoïque initial a été consommée, ce qui signifie que la moitié s'est transformée en ion benzoate. Finalement, la concentration en quantité de matière d'acide benzoïque est égale à celle de l'ion benzoate à la demi-équivalence . [...]