Aspect quantitatif de l'état d'équilibre entre les 2 espèces d'un couple acide-base : constante d'acidité

Résumé du document

TP réalisé en cours de chimie (niveau terminale S) sur la constante d'acidité illustrant l'aspect quantitatif de l'état d'équilibre entre les deux espèces d'un couple acide-base.

TP bien réalisé et illustré par des graphiques et schémas explicatifs.

Extraits

[...] L'expression de ka n'est valables que pour les solutions diluées. GENERALISATION A tout couple acide-base présent dans l'eau est associée une réaction équilibrée : acide 1 + H2O base 1 + H3O+ La concentration des différentes espèces est reliée par : ka = [H3O+].[base [acide autre forme : - log ka = - log [H3O+].[base [acide pka = - log log [base [acide = pH log [base [acide pH = pka + log [base [acide Exemple : acide éthanoïque de concentration ca = 10-2 mol.L-1 pH = 3,4 = mol.L-1 [CH3CO2-] ~ = mol.L-1 [CH3CO2H] = mol.L-1 > ka = x - ka = pka = - log ka = 4,8 ETUDE EXPERIMENTALE 3.1 ) Protocole expérimental Afin d'obtenir les résultats les plus proches possibles des valeurs théoriques, il faudra travailler avec le plus grand soin : - Effectuer un réglage soigné des pH-mètres. [...]

[...] - Travailler à les réactifs étant dans un bain thermostaté. - Solution d'éthanoate préparée avec soin, en évitant le contact avec le CO2 de l'air. On introduit progressivement les volumes d'éthanoate de sodium dans la solution d'acide éthanoïque. Après agitation, on note la valeur du pH. [...]

[...] Pour cela il faut donc avoir, dans l'eau, en présences les espèces CH3COO- et CH3COOH et pouvoir connaître leur concentration ainsi que celle en ions H3O+ ) Principe Nous allons mélanger des solutions d'acide éthanoïque et d'éthanoate de sodium de concentration connue et à partir des mesures de pH en déduire les concentrations de toutes les espèces en solutions. DETERMINATION DES CONCENTRATIONS DANS LE MELANGE Etude d'un mélange d'acide éthanoïque et d'éthanoate de sodium On mélange Va = 20 cm3 d'une solution d'acide éthanoïque de concentration Ca = 0,1 mol.l-1 et Vb = 50 cm3 d'une solution d'éthanoate de sodium de même concentration Cb = 0,1 mol.l-1. [...]

[...] Schéma : Attention : le barreau aimanté ne doit pas toucher l'électrode très fragile ! 3.2 ) Mesures 3.3 Traitement graphique Le log λ correspond au domaine de prédominance, si il est égal à cela signifie que l'acide et la base ont la même concentration. Donc, si pH = pKa : acide et la base ont la même concentration, Si pH > pKa, la base prédomine, Si pH [...]