752 Chapitre 28
Réactions acido-basiques
3. Calculer la masse d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre. On donne les masses molaires :
M C = 12,0 g · mol
−1 , M O = 16,0 g · mol
−1 , M H = 1,0 g · mol
−1 .
4. Calculer les concentrations de CH 3 CO 2 H et de CH 3 CO
–
2 dans le vinaigre.
Exercice 28.5 Tampon éthanoïque
Méthode (28.3)
Une solution tampon est une solution dont le pH varie très peu lorsqu’on lui ajoute un acide ou
une base. Une manière simple de l’obtenir est de préparer une solution avec un acide faible et sa
base conjuguée.
On considère un tampon éthanoïque, préparé
en apportant c a = 0,100 mol · L
−1 d’acide éthanoïque (CH 3 CO 2 H) et c b = 0,100 mol · L
−1
d’éthanoate de sodium (CH 3 CO
–
2 ,Na
+
). Le pK a
de l’acide éthanoïque est pK a = 4,75. La
figure ci-contre montre les concentrations de
CH 3 CO 2 H et de CH 3 CO
–
2 en fonction du pH
(courbes de distribution).
On rappelle le produit ionique de l’eau :
[H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
2
3
4
5
6
7
8
pH
0.000
0.025
0.050
0.075
0.100
0.125
0.150
0.175
0.200
c (mol
· L
−1
)
CH3CO2H
CH3CO
−
2
1. Écrire la réaction de CH 3 CO 2 H avec H 2 O. Calculer sa constante d’équilibre.
2. Écrire la réaction de CH 3 CO
–
2 avec H 2 O. Calculer sa constante d’équilibre.
3. Justifier que [CH 3 CO 2 H] c a et [CH 3 CO
–
2 ] c b . En déduire le pH de la solution tampon et
placer son point représentatif sur les courbes de distribution.
4. Soit un volume 100 mL de cette solution tampon, auquel on ajoute 1,0 · 10
−3 mol d’hydroxyde
de sodium NaOH.
a. Écrire la réaction de OH
– avec CH 3 CO 2 H et calculer sa constante d’équilibre.
b. En déduire les nouvelles concentrations de CH 3 CO 2 H et CH 3 CO
–
2 , puis calculer le pH.
c. Placer les points représentatifs de la solution sur les courbes de distribution.
5. En utilisant les courbes de distribution, montrer qu’il est possible de choisir de nouvelles concentrations c
a et c
b pour obtenir une solution tampon avec pH = 4,0 (la concentration totale
apportée reste égale à 0,200 mol · L
−1 ). Comment cette solution réagit-elle à un ajout de base
forte ? Comparer son pouvoir tampon à celui de la solution précédente.
Exercice 28.6 Pluie acide
Le phénomène de pluies acides est observé dans de nombreuses régions du monde. Il est en partie
causé par la présence de dioxyde de soufre (SO 2 ) et d’oxydes d’azote (NO et NO 2 ) dans l’atmosphère, gaz issus de la combustion du pétrole. SO 2 est oxydé en SO 3 , qui s’hydrate en acide
sulfurique H 2 SO 4 que l’on retrouve dans l’eau de pluie. Les oxydes d’azote conduisent de même à
la présence d’acide nitrique HNO 3 dans la pluie. On rencontre aussi de l’acide chlorhydrique HCl,
issu de l’incinération des déchets, et de l’ammoniac NH 3 , provenant des activités agricoles.
partagelivrescpge.blogspot.com
Réactions acido-basiques
3. Calculer la masse d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre. On donne les masses molaires :
M C = 12,0 g · mol
−1 , M O = 16,0 g · mol
−1 , M H = 1,0 g · mol
−1 .
4. Calculer les concentrations de CH 3 CO 2 H et de CH 3 CO
–
2 dans le vinaigre.
Exercice 28.5 Tampon éthanoïque
Méthode (28.3)
Une solution tampon est une solution dont le pH varie très peu lorsqu’on lui ajoute un acide ou
une base. Une manière simple de l’obtenir est de préparer une solution avec un acide faible et sa
base conjuguée.
On considère un tampon éthanoïque, préparé
en apportant c a = 0,100 mol · L
−1 d’acide éthanoïque (CH 3 CO 2 H) et c b = 0,100 mol · L
−1
d’éthanoate de sodium (CH 3 CO
–
2 ,Na
+
). Le pK a
de l’acide éthanoïque est pK a = 4,75. La
figure ci-contre montre les concentrations de
CH 3 CO 2 H et de CH 3 CO
–
2 en fonction du pH
(courbes de distribution).
On rappelle le produit ionique de l’eau :
[H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
2
3
4
5
6
7
8
pH
0.000
0.025
0.050
0.075
0.100
0.125
0.150
0.175
0.200
c (mol
· L
−1
)
CH3CO2H
CH3CO
−
2
1. Écrire la réaction de CH 3 CO 2 H avec H 2 O. Calculer sa constante d’équilibre.
2. Écrire la réaction de CH 3 CO
–
2 avec H 2 O. Calculer sa constante d’équilibre.
3. Justifier que [CH 3 CO 2 H] c a et [CH 3 CO
–
2 ] c b . En déduire le pH de la solution tampon et
placer son point représentatif sur les courbes de distribution.
4. Soit un volume 100 mL de cette solution tampon, auquel on ajoute 1,0 · 10
−3 mol d’hydroxyde
de sodium NaOH.
a. Écrire la réaction de OH
– avec CH 3 CO 2 H et calculer sa constante d’équilibre.
b. En déduire les nouvelles concentrations de CH 3 CO 2 H et CH 3 CO
–
2 , puis calculer le pH.
c. Placer les points représentatifs de la solution sur les courbes de distribution.
5. En utilisant les courbes de distribution, montrer qu’il est possible de choisir de nouvelles concentrations c
a et c
b pour obtenir une solution tampon avec pH = 4,0 (la concentration totale
apportée reste égale à 0,200 mol · L
−1 ). Comment cette solution réagit-elle à un ajout de base
forte ? Comparer son pouvoir tampon à celui de la solution précédente.
Exercice 28.6 Pluie acide
Le phénomène de pluies acides est observé dans de nombreuses régions du monde. Il est en partie
causé par la présence de dioxyde de soufre (SO 2 ) et d’oxydes d’azote (NO et NO 2 ) dans l’atmosphère, gaz issus de la combustion du pétrole. SO 2 est oxydé en SO 3 , qui s’hydrate en acide
sulfurique H 2 SO 4 que l’on retrouve dans l’eau de pluie. Les oxydes d’azote conduisent de même à
la présence d’acide nitrique HNO 3 dans la pluie. On rencontre aussi de l’acide chlorhydrique HCl,
issu de l’incinération des déchets, et de l’ammoniac NH 3 , provenant des activités agricoles.
partagelivrescpge.blogspot.com