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EXERCICES SUR LES REACTIONS ACIDES FAIBLËS-BASES FORTES ET ACIDES PORTS-BASES FAIBLES
Exercice 1
On considère le dosage d’un volume VA d’une solution d’acide faible AH de concentration CA
1) Ecrire l’équation-bilan de cette réaction.
par une solution de soude de concentration C.
2) Définir l’équivalence de ce dosage. Comment le repère t-on expert mentalement ?
3) Quelle relation peut écrire à l’équivalence ? Justifier.
4) Que vaut le pH à la demi-équivalence ? Le justifier.
5) La solution, à l'équivalence est-elle acide basique ou neutre ? Justifier la réponse.
Exercice 2
Choisir la (ou les) bonne(s) réponse (s; et la (ou les) justifier brièvement. Lors du dosage d’un acide faible par une base forte :
I) Au point d’équivalence à 2.5 °C, le pH est-il ; it)
a) égal au 15 pKa ? b) supérieur à 7 ? c) inférieur à 7 ?
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Nationale (OPEN)
25 38 50 75 / 75 78 8181 / 73 98 30 30 1) La quantité d’ions OH- .versés à l’équivalence est-elle : a) Egale à la quantité d'ions H3
b) Egale à la quantité d’acide introduit dans la solution nitrate ? O existant dans la solution initiale?
4) L’ajout d’eau distillée à sa solution d’acide faible prélevée pour un dosage : 1) Ne change pas le volume de base versé à l’équivalence ;
2) Diminue le pB initial de l'acide ; :)
3) Augmente le pH à l’équivalence ;
4) Ne modifie pas le pH à la demi-équivalence.
5) Si le graphe pH = f (VB) du dosage d’un monoacide AH par la soude présente deux points d'inflexion pour VB1 et VB2 (VB1 et VB2) :
a) L'acide dosé est faible ; b) b) VB2 = 4 VB1
Exercice 3
Dans un bêcher A on verse 10 cm .
3 d’une solution d’acide
chlorhydrique, dans un. bêcher B, 10 cm3 d’une solution d'acide éthanoïque. Dans une burette graduée on verse une solution d ’.hydroxyde de sodium à 10-1 mol-1 1) Décrire un mode opératoire de dosage pH métrique de chacune des deux solutions acides.
.
Les dosages ont leurs résultats regroupés dans le tableau suivant :
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V(ml) 0 2 4 6 8 9 9,4
pH1 1,9 2 2,2 2,4 2,8 3,2 3,4
pH2 3,3 4,4 4,7 4,9 5,3 5,7 5,9
V 9,8 10 10,2 10,4 10,6 11 12 13
pH1 4,6 7 9,1 9,7 9,9 10,4 10,7 12,1
pH2 3,3 4,4 4,7 4,9 5,3 5,7 5,9
a) Vers quelle limite doit tendre les deux graphes ?
b) L’une des mesures est aberrante, laquelle ? Citer une cause ayant conduit à cette aberration. Corriger la valeur de la mesure aberrante.
c) Tracer dans le même repère les courbes pH > ~ f(v) et /; pH2
3) a) Identifier la courbe correspondant, au dosage de la solution du-bêcher A et celle correspondant au dosage de la solution du bêcher B. Justifier la réponse,
= f(v). Echelles : I cm par unité de pH ; 1 cm pour 1ml.
b) Exploiter les graphiques obtenus pour déterminer la concentration de chacune des deux solutions A et B, et la valeur approchée du pKa du couple acide éthanoïque ion éthanoate.
4) Les affirmations suivantes sont-elles justes ou fausses ?
a) Au cours du dosage lorsque le nombre de moi de NaOH versé dans le bêcher B est égal à la moitié du nombre de rnol de CH3COOH contenu dans ce bêcher alors la solution obtenue est une solution tampon.
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b) La concentration molaire volumique des ions chlorures ne varie pas au cours du dosage.
c) te- nombre de mol d’ion éthanoate contenu dans le bêcher varient : cours du.
dosage.
5) Ecrire les équations bilans des réactions qui se déroulent : a) Dans le bêcher A au cours du dosage.
b) Dans le bêcher B au cours du dosage.
Exercice 4
La Piténolphtaléime (P.P) est un indicateur coloré qui met en jeu le couple acide / base Hind / Ind” dont le pKi est 8,9.
Hind est incolore et lnd" est rose. Due solution aqueuse de phénolphtaiéine apparaît :
Incolore si : > 8 et rose si : > 10
1) Quelles sont les valeurs de pH qui délimite la zone de virage de la phénolphtaléine ?
2) On ajoute quelques gouttes de (P.P) à une solution aqueuse S d'ammoniac.
Quelle doit être la concentration molaire minimale C d'ammoniac dans S pour que la solution prenne la teinte rose de la (P.P) ?
3) Quel volume VHCl de chlorure d’hydrogène doit-on ajouter au minimum à VB = 1 l de solution aqueuse S' d'ammoniac de concentration molaire
CB = 0,1 mol.l-1 (additionnée de quelques gouttes de P.P) pour que la solution prenne ia teinte de la forme acide de la (P.P) Données : Volume molaire VM = 24 mol-1. Le pKa du couple NH3+
/ NH3 est 9,2
25 38 50 75 / 75 78 8181 / 73 98 30 30 Exercice 4
On dispose des solutions suivantes et leur concentration : - A : acide éthanoïque ; CA= 2.10-2 mol.l-1
- B : éthanoate de sodium ;CB= 10-2 mol.l-1 - C : acide chlorhydrique ;Cc = 5.10-3 mol.l-1 - D : hydroxyde de sodium, CD = 2,5.10-2 mol.l-1
On donne pKa = 4.8 pour le couple acide éthanoïque, ion éthanoate.
I) On dose un volume VB
a)
= 10 mC de la solution d’éthanoate de sodium par la solution C d'acide chlorhydrique.
Ecrire l’équation de la réaction ayant lieu lors du dosage.
b) Définir l'équivalence, et déduire le volume de solution C versé pour atteindre l’équivalence.
c) Déterminer le pH du mélange obtenu à l’équivalence.
A et B
2) On désire préparer une solution tampon de pH = 4,8 à partir des solutions A, R. C, D. On effectue les combinaisons suivantes.
A et C A et D B et C B et D C et D
a) Compléter le tableau par « vrai » si la combinaison correspondante permet de préparer la solution tampon et par « faux >> si la combinaison ne le permet pas.
I) Choisir deux des combinaisons possibles et calculer les volumes des deux solutions à mélanger dans chaque cas pour préparer un volume V = 100 me de la
25 38 50 75 / 75 78 8181 / 73 98 30 30 solution tampon.
Exercice 5
On dispose de trois solutions aqueuses : une solution S1 d’un acide A2H ; une solution S2 d’un acide A2H ; une solution S3 d'un acide A3H.
On mesure le pH de ces trois solutions (voir tableau). On réalise ensuite trois dosages en faisant réagir V3 = 10 ml de chacune des solutions S1, S2, S3 avec une même solution de soude de concentration CB. Les volumes respectifs VB1 VB2 et VB3
Solutions
de solution de soude versée à l’équivalence sont données dans le tableau.
S1 S2 S3
pH initial de la solution pH1 = 3,9 pH2 = 3 pH3 = 3 Volume de soude à
l’équivalence (ml)
VB1 = 1 VB2 = 16 VB3 = 1
pH des solutions diluées
4,9 4 5
1) Des résultats de ces deux séries de mesures, déduire quel est des trois acides A1H. A2H, A3
2)
H le plus fort. Justifier la réponse.
2) On dilue 100 fois chacune des solutions. On mesure le pH des solutions diluées Les valeurs sont indiquées dans le tableau. L'un des trois acides A ¡H. A^H, A;,H est un acide fort. Lequel ? Justifier la réponse.
Calculer la concentration molaire initiale de la solution : acide tort. En déduire les concentrations initiales des deux autres acides.
25 38 50 75 / 75 78 8181 / 73 98 30 30 Exercice 6
Un laborant in a préparé 4 solutions notées 1, 2, 3 et 4 de même concentration molaire volumique C = 10-1 mol.l-1
(1) : chlorure d’hydrogène ; (2) : hydroxyde de sodium,
1)
(3) : composé X ; (4) : composé Y. il a oublié de coller les étiquettes indiquant la nature des composés X et Y sur les flacons contenant les solutions 3 et 4. Afin d’identifier les composés X et Y on effectue les tests décrits ci-après :
Pour la solution 3, ta mesure du pH donne : pH = 2,4. Pour la solution 4, la mesure du pH donne pH = 11,9. En déduire la nature des composés X et Y : acide fort ou faible, base forte ou faible ; justifier les réponses.
2) Dans 10 cm3 de solution 3 on verse goutte à goutte la. solution 2. La variation du pH du mélange en fonction du volume V de solution 2 versée est donnée dans le tableau suivant :
V(cm3) 0 1 2 3 4 5 6 8
pH 2,4 2,7 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9 4,3
V(cm3) 9 9,5 10 10,5 11 12 15 20
pH 4,7 5,1 8,2 11,4 11,7 12 12,3 12,5
a) Déterminer graphiquement :
-
Le volume de solution 2 versé à l'équivalence,
-
le pH à l’équivalence,
le pKa du couple auquel appartient le composé
b)
-
Identifier le composé X. on donne :
-
Acide, méthanoïque ion méthanoate : pKa 3,7 ; Acide éthanoïque / ion éthanoate : pKa = 4,8
25 38 50 75 / 75 78 8181 / 73 98 30 30 c)
b) Comparer, en justifiant la réponse, la force de X à celle de l'acide de l'autre couple.
Ecrire l’équation de la réaction support du dosage.
3) On mélange 30 cm3 de solution 4 avec 20 cm' de solution 1. La solution S obtenue a un pH égal à 10,5.
Ecrire l’équation bilan de la réaction d’une base faible notée B avec l’eau. A partir du calcul des concentrations molaires des espèces chimiques présentes dans la solution S, déterminer le pKa du couple acide/base auquel le composé Y appartient, identifier le composé Y. On donne :
C2H5-NH+3 / C2H5-NH2 : pK a 10,8 ; NH+4 / NH3 ; pKa = 9.2
Exercice 7
Le degré d’acidité d'un vinaigréSe.st la masse (exprimée en grammes) d’acide acétique présent dans 100 g de vinaigre. On dispose d'une bouteille de vinaigre à 5e dont on admet que le seul acide qu’il contient est l’acide acétique. On dilue dix lois cette solution afin de disposer de 100 ml de solution, noté S.
On dose 10,0 ml de S, additionnés de 20 ml d'eau distillée, par une solution de soude de concentration CB = 5.00.10 mol-1. On relève le pH après chaque ajout, ce qui permet d'avoir le tableau suivant :
VB(ml) 0 2 4 6 8 10 12 14
pH 3 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 5,5
VB(ml) 15 15,3 15,6 16 17 4,8 20 22
pH 6,1 7 10 10,5 11 11,25 11,5 11,7
