Exercices 751
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
pH
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
c (mol
· L
−1
)
Acide phosphorique
H3PO4
H2PO
−
4
HPO
2−
4
PO
3−
4
1. Quelle est la concentration en acide phosphorique de cette solution ? Écrire l’équation traduisant la conservation de la matière.
2. Quels sont les pK a de l’acide phosphorique ?
3. Pour une solution de pH = 4,0, quelles approximations peut-on faire pour les concentrations ? Calculer [H 3 PO 4 ].
4. Pour une solution de pH = 1,0, quel est le
taux de dissociation de H 3 PO 4 ?
Exercice 28.4 Acide acétique du vinaigre
Le vinaigre est obtenu par fermentation acétique soit d’une solution aqueuse d’éthanol (vinaigre
d’alcool), soit d’un vin (vinaigre de vin). La fermentation acétique est effectuée par des bactéries,
qui oxydent l’éthanol CH 3 CH 2 OH en acide éthanoïque CH 3 CO 2 H, appelé aussi acide acétique. Il
peut arriver que cette fermentation se produise dans le vin de table, ce qui lui donne un goût aigre
désagréable.
La base conjuguée de l’acide éthanoïque est l’ion éthanoate CH 3 CO
–
2 . Le pK a de ce couple est
pK a = 4,75. On donne le produit ionique de l’eau [H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
On étudie un vinaigre d’alcool du commerce, dont le pH mesuré est pH = 2,6. Afin de doser l’acidité
de ce vinaigre, on prépare tout d’abord une solution aqueuse contenant 10,0 mL du vinaigre pour
200,0 mL.
Un volume v 1 = 20,0 mL de cette solution
diluée est placé dans un bécher dans lequel
on place deux électrodes pour la mesure du
pH. De l’eau est ajoutée pour obtenir l’immersion des électrodes. Une solution aqueuse
d’hydroxyde de sodium NaOH de concentration
c = 0,10 mol · L
−1 est placée dans une burette.
Le dosage consiste un verser progressivement
cette solution dans le bécher, tout en suivant
l’évolution du pH. La figure ci-contre montre
le pH en fonction du volume v de solution de
NaOH versé.
0
5
10
15
20
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
pKa = 4,75
12,75 mL
L’équivalence est repérée par le saut de pH, qui se produit pour un volume versé v eq = 12,75 mL
(volume pour lequel la dérivée de pH en fonction de v est maximale).
1. Écrire la réaction de CH 3 CO 2 H avec OH
– . Calculer sa constante d’équilibre et conclure.
2. Calculer le nombre de moles d’acide éthanoïque dans la solution diluée dosée, puis la concentration en acide éthanoïque dans le vinaigre (non dilué).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
pH
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
c (mol
· L
−1
)
Acide phosphorique
H3PO4
H2PO
−
4
HPO
2−
4
PO
3−
4
1. Quelle est la concentration en acide phosphorique de cette solution ? Écrire l’équation traduisant la conservation de la matière.
2. Quels sont les pK a de l’acide phosphorique ?
3. Pour une solution de pH = 4,0, quelles approximations peut-on faire pour les concentrations ? Calculer [H 3 PO 4 ].
4. Pour une solution de pH = 1,0, quel est le
taux de dissociation de H 3 PO 4 ?
Exercice 28.4 Acide acétique du vinaigre
Le vinaigre est obtenu par fermentation acétique soit d’une solution aqueuse d’éthanol (vinaigre
d’alcool), soit d’un vin (vinaigre de vin). La fermentation acétique est effectuée par des bactéries,
qui oxydent l’éthanol CH 3 CH 2 OH en acide éthanoïque CH 3 CO 2 H, appelé aussi acide acétique. Il
peut arriver que cette fermentation se produise dans le vin de table, ce qui lui donne un goût aigre
désagréable.
La base conjuguée de l’acide éthanoïque est l’ion éthanoate CH 3 CO
–
2 . Le pK a de ce couple est
pK a = 4,75. On donne le produit ionique de l’eau [H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
On étudie un vinaigre d’alcool du commerce, dont le pH mesuré est pH = 2,6. Afin de doser l’acidité
de ce vinaigre, on prépare tout d’abord une solution aqueuse contenant 10,0 mL du vinaigre pour
200,0 mL.
Un volume v 1 = 20,0 mL de cette solution
diluée est placé dans un bécher dans lequel
on place deux électrodes pour la mesure du
pH. De l’eau est ajoutée pour obtenir l’immersion des électrodes. Une solution aqueuse
d’hydroxyde de sodium NaOH de concentration
c = 0,10 mol · L
−1 est placée dans une burette.
Le dosage consiste un verser progressivement
cette solution dans le bécher, tout en suivant
l’évolution du pH. La figure ci-contre montre
le pH en fonction du volume v de solution de
NaOH versé.
0
5
10
15
20
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
pKa = 4,75
12,75 mL
L’équivalence est repérée par le saut de pH, qui se produit pour un volume versé v eq = 12,75 mL
(volume pour lequel la dérivée de pH en fonction de v est maximale).
1. Écrire la réaction de CH 3 CO 2 H avec OH
– . Calculer sa constante d’équilibre et conclure.
2. Calculer le nombre de moles d’acide éthanoïque dans la solution diluée dosée, puis la concentration en acide éthanoïque dans le vinaigre (non dilué).
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com