Correction TPC8
B]
1. 𝐻3𝑃𝑂4+ 𝐻2𝑂 = 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻3𝑂+ pour le couple 𝐻3𝑃𝑂4/𝐻2𝑃𝑂4− 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻2𝑂 = 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻3𝑂+ pour le couple 𝐻2𝑃𝑂4−/𝐻𝑃𝑂42−
𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻2𝑂 = 𝑃𝑂43−+ 𝐻3𝑂+ pour le couple 𝐻𝑃𝑂42−/𝑃𝑂43−
2.
3. 𝐻3𝑃𝑂4+ 𝐻𝑂−→ 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻2𝑂 pour 0 < 𝑉 < 𝑉é𝑞1
𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻𝑂−→ 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻2𝑂 pour le couple 𝑉é𝑞1< 𝑉 < 𝑉é𝑞2 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻𝑂−→ 𝑃𝑂43−+ 𝐻2𝑂 pour le couple 𝑉é𝑞2< 𝑉 < 𝑉é𝑞3
4. La méthode de la tangente est plus difficile à mettre en place (le choix des tangentes est subjectif) et est donc moins précise. 𝑉é𝑞1= 6,0 𝑚𝐿 et 𝑉é𝑞2 = 12,0 𝑚𝐿
5.
a. A la première équivalence la réaction 𝐻3𝑃𝑂4+ 𝐻𝑂−→ 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻2𝑂 se termine et la réaction 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻𝑂−→ 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻2𝑂 n’a pas encore commencé donc l’espèce prédominante est 𝐻2𝑃𝑂4− (dihydrogénophosphate)
On peut aussi le trouver expérimentalement. Le pH à la première équivalence est environ 5 : d’après le diagramme de prédominance (tracé à la question 2.) on en déduit que la forme prépondérante est 𝐻2𝑃𝑂4−.
b. A la première équivalence la réaction 𝐻2𝑃𝑂4−+ 𝐻𝑂−→ 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻2𝑂 se termine et la réaction 𝐻𝑃𝑂42−+ 𝐻𝑂−→ 𝑃𝑂43−+ 𝐻2𝑂 n’a pas encore commencé donc l’espèce prédominante est 𝐻𝑃𝑂42− (hydrogénophosphate)
On peut aussi le trouver expérimentalement. Le pH à la première équivalence est environ 9 : d’après le diagramme de prédominance (tracé à la question 2.) on en déduit que la forme prépondérante est 𝐻𝑃𝑂42−.
6.
a. A l’équivalence le réactif titré 𝐻3𝑃𝑂4 et le réactif titré 𝐻𝑂− ont été introduits en proportion stœchiométrique donc 𝑛𝐻3𝑃𝑂41 =𝑛𝐻𝑂−1 donc 𝑐𝑎𝑉𝑎 = 𝑐𝑏𝑉é𝑞1 soit 𝑐𝑎 =𝑐𝑏𝑉𝑉é𝑞1
𝑎 =0,01×610 = 6,0 × 10−3 𝑚𝑜𝑙. 𝐿−1
On obtient alors la concentration massique 𝑐𝑚 = 𝑐𝑎× 𝑀 = 6,0 × 10−3× 98 = 0,59 𝑔. 𝐿−1 0,59 < 0,6 donc le coca cola est conforme à la législation.
b. A la première demi-équivalence on a transformé la moitié de 𝐻3𝑃𝑂4 en 𝐻2𝑃𝑂4− donc on est dans la situation où 𝐻3𝑃𝑂4 = 𝐻2𝑃𝑂4− ce qui implique qu’à la demi-équivalence pH = pKa1
= 2,1 (on observe un mauvais accord expérimentalement car 2,1 est proche de 0 donc 𝐻3𝑃𝑂4 a un comportement intermédiaire entre un acide fort et un acide faible).
c. A la première équivalence dans le bécher on a une solution contenant 𝐻2𝑃𝑂4− qui est un ampholyte (à la fois base dans le couple 𝐻3𝑃𝑂4/𝐻2𝑃𝑂4− et acide dans le couple 𝐻2𝑃𝑂4−/ 𝐻𝑃𝑂42−) donc 𝑝𝐻 =𝑝𝐾1+𝑝𝐾2
2 =2,1+7,2
2 = 4,65 7.
a. 𝑉é𝑞2= 2𝑉é𝑞1
pH
2,1 7,2 12,4
𝐻3𝑃𝑂4 𝐻2𝑃𝑂4− 𝐻𝑃𝑂42− 𝑃𝑂43−
b. A la deuxième demi-équivalence on a transformé la moitié de 𝐻2𝑃𝑂4− en 𝐻𝑃𝑂42− donc on est dans la situation où 𝐻𝑃𝑂42− = 𝐻2𝑃𝑂4− ce qui implique qu’à la demi-équivalence pH = pKa2
= 7,2
c. Il faut dégazer le coca cola car le dioxyde de carbone CO2 est un acide. Sa présence aurait modifiée le dosage.
8. Le réactif de misson se colore en jaune en présence d’acide phosphorique. La coloration est cependant légère et la détection de l’équivalence difficile à observer.
