   TP N°8-1 : Mesure de pH, avancement final d’une réaction

Terminale S Thème Transfo de la matière Chap.8 Programme 2020

TP N°8-1 : Mesure de pH, avancement final d’une réaction

I. Contexte :

En relisant son cours Max lit :

HCl + H2O → H3O ⁺ + Cl– et NaOH → Na⁺ + OH⁻

CH3 – COOH +H2O

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Puis se demande dans quel cas utiliser → ou

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II. Mesure du pH d’une solution d’acide éthanoïque (S’approprier , Réaliser)

On dispose de 100 mL d’une solution d’acide éthanoïque de concentration C= 0,05 mol/l que l’on a obtenu en mélangeant de l’acide éthanoïque pur avec de l’eau.

a) Ecrire l’équation bilan de la réaction lors du mélange et construire le tableau d’avancement en suivant le modèle ci-dessous :

Etat système avancement AH + H2O → H3O ⁺ + A ^–

Initial x = 0 …… Excès ……. …….

Intermédiaire x ……. Excès ….. …….

Final xmax mesuré …… Excès ……. ……

Théorique xmax théorique ……. Excès ……. ………

b) Exprimez [H3O ⁺ ] en fonction de l’avancement.

c) Quels sont les valeurs de xmax théorique et donc de pH attendues ?

d) Mesurer le pH de la solution à l’aide du pH-mètre et placer la valeur dans le tableau récapitulatif.

e) Le résultat est-il satisfaisant ( déterminer xmax mesuré ) ? Essayez d’expliquer en quelques lignes la différence de pH.

III. Influence de la dilution de la solution d’acide éthanoïque ( Réaliser)

Pour essayer de mieux comprendre ce qui se passe , on décide de réaliser 2 dilutions successives de cette solution mère d’acide éthanoïque, C = 0,05 mol/L. On veut préparer 2 solutions différentes de concentration:

C = 5.10^-3 mol/l et 5.10^-4 mol/l .

a) A l’aide de la verrerie disponible ,expliquer le mode opératoire pour chaque dilution.

b) On mesure le pH de chaque solution à l’aide du pH-mètre et on place les résultats dans le tableau récapitulatif.

c) Comment évolue la différence entre xmax théorique et xmax mesuré

d) En fait xmax mesuré est appelé maintenant 𝐱_{𝐅𝐈𝐍𝐀𝐋} , complétez le tableau récapitulatif

IV. Influence de la nature de l’acide(S’approprier , Réaliser)

On dispose de 2 solutions préparées de HCOOH et de HCl de concentration C = 5.10^-2 mol/l.

a) Ecrivez les équations bilan des réactions de ces 2 acides avec l’eau.

b) Construisez leur tableau d’avancement.

c) Mesurer le pH ( on utilise V = 100 ml de solution ) et complétez le tableau :

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V. Tableau récapitulatif : On se place dans un volume de V =100mL =0,1 L

Concentration Co 5.10^-4 mol/l 5.10^-3 mol/l 5.10^-2 mol/l

Nature acide CH3 COOH CH3 COOH CH3 COOH HCOOH HCl

pH mesuré

H3O⁺= 10^−pH XFINAL = V. H3O⁺

xmax théorique= V. Co

 = ^XFINAL

xmax théorique

 × 100

-log( Co ) La réaction est

TOTALE ou PARTIELLE

VI. Conclusions : (Valider) Au vu des résultats :

a) Quelle est l’influence de la concentration de l’acide sur la manière dont se roule sa réaction avec l’eau ?

b) Quelle est l’influence de la nature de l’acide ?

c) Comment peut-il maintenant expliquer l’utilisation de → ou

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VII. Formules utiles :

→ pH = - log [H₃O⁺] avec [H₃O⁺] en mol/L

→ [H₃O⁺] = 10^−pH