Exercices 753
En l’absence de ces polluants, les pluies sont légèrement acides (pH = 5,6) à cause de la présence
d’acide carbonique dans l’eau. On parle de pluie acide lorsque pH < 5. Le tableau suivant donne
un exemple de composition d’une pluie acide :
HNO 3 2,0 · 10
−5 mol · L
−1
H 2 SO 4 1,5 · 10
−5 mol · L
−1
HCl
0,5 · 10
−5 mol · L
−1
NH 3
2,0 · 10
−5 mol · L
−1
L’acide nitrique HNO 3 et l’acide chlorydrique HCl sont des acides forts dans l’eau. L’acide sulfurique
H 2 SO 4 est un acide fort libérant un H
+
. Sa base conjuguée HSO
–
4 est un acide faible de pK a = 1,9.
L’ammoniac NH 3 est une base faible dont l’acide conjugué est l’ion ammonium NH
+
4 . Le pK a du
couple est pK a = 9,25.
1. Écrire les réactions des acides forts avec l’eau. En faisant l’hypothèse que pH > 4,0, montrer
que H 2 SO 4 est entièrement dissocié. Quel serait le pH en l’absence d’ammoniac ?
2. Écrire la réaction entre l’ion oxonium H 3 O
+ et NH 3 . Calculer sa constante d’équilibre et
conclure.
3. Calculer la concentration en H 3 O
+ et en NH
+
4 . En déduire le pH.
4. Calculer la concentration résiduelle en NH 3 .
Exercice 28.7 Acides acétiques chlorés
L’acide éthanoïque (ou acide acétique) est un acide organique aux multiples applications, dont la
production mondiale annuelle est de plusieurs millions de tonnes. Sa formule est CH 3 COOH. En
remplaçant un ou plusieurs atomes d’hydrogène liés au premier carbone par du chlore, on obtient
un dérivé chloré dont l’acidité est renforcée. Le tableau ci-dessous donne les pK a pour l’acide
acétique et ses dérivées chlorés. On donne aussi le diagramme de Flood, représentant le pH en
fonction de − log(c), où c est la concentration de l’acide.
Acide/Base
pK a
CH 3 CO 2 H/CH 3 CO
–
2
4,75
ClCH 2 CO 2 H/ClCH 2 CO
–
2
2,86
Cl 2 CHCO 2 H/Cl 2 CHCO
–
2
1,30
0
1
2
3
4
5
6
− log(c)
0
1
2
3
4
5
6
7
pH
pK a = 4,75
pK a = 2,86
pK a = 1,30
Pour chacun de ces acides, on prépare une solution aqueuse en diluant 1,0 · 10
−3 mol de l’acide pur
dans un volume total de 100,0 mL. On obtient ainsi trois solutions S 1 , S 2 et S 3 dont les pH sont
lus sur le diagramme de Flood.
1. Pour chacun des trois acides, écrire la réaction avec l’eau et calculer sa constante d’équilibre.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
En l’absence de ces polluants, les pluies sont légèrement acides (pH = 5,6) à cause de la présence
d’acide carbonique dans l’eau. On parle de pluie acide lorsque pH < 5. Le tableau suivant donne
un exemple de composition d’une pluie acide :
HNO 3 2,0 · 10
−5 mol · L
−1
H 2 SO 4 1,5 · 10
−5 mol · L
−1
HCl
0,5 · 10
−5 mol · L
−1
NH 3
2,0 · 10
−5 mol · L
−1
L’acide nitrique HNO 3 et l’acide chlorydrique HCl sont des acides forts dans l’eau. L’acide sulfurique
H 2 SO 4 est un acide fort libérant un H
+
. Sa base conjuguée HSO
–
4 est un acide faible de pK a = 1,9.
L’ammoniac NH 3 est une base faible dont l’acide conjugué est l’ion ammonium NH
+
4 . Le pK a du
couple est pK a = 9,25.
1. Écrire les réactions des acides forts avec l’eau. En faisant l’hypothèse que pH > 4,0, montrer
que H 2 SO 4 est entièrement dissocié. Quel serait le pH en l’absence d’ammoniac ?
2. Écrire la réaction entre l’ion oxonium H 3 O
+ et NH 3 . Calculer sa constante d’équilibre et
conclure.
3. Calculer la concentration en H 3 O
+ et en NH
+
4 . En déduire le pH.
4. Calculer la concentration résiduelle en NH 3 .
Exercice 28.7 Acides acétiques chlorés
L’acide éthanoïque (ou acide acétique) est un acide organique aux multiples applications, dont la
production mondiale annuelle est de plusieurs millions de tonnes. Sa formule est CH 3 COOH. En
remplaçant un ou plusieurs atomes d’hydrogène liés au premier carbone par du chlore, on obtient
un dérivé chloré dont l’acidité est renforcée. Le tableau ci-dessous donne les pK a pour l’acide
acétique et ses dérivées chlorés. On donne aussi le diagramme de Flood, représentant le pH en
fonction de − log(c), où c est la concentration de l’acide.
Acide/Base
pK a
CH 3 CO 2 H/CH 3 CO
–
2
4,75
ClCH 2 CO 2 H/ClCH 2 CO
–
2
2,86
Cl 2 CHCO 2 H/Cl 2 CHCO
–
2
1,30
0
1
2
3
4
5
6
− log(c)
0
1
2
3
4
5
6
7
pH
pK a = 4,75
pK a = 2,86
pK a = 1,30
Pour chacun de ces acides, on prépare une solution aqueuse en diluant 1,0 · 10
−3 mol de l’acide pur
dans un volume total de 100,0 mL. On obtient ainsi trois solutions S 1 , S 2 et S 3 dont les pH sont
lus sur le diagramme de Flood.
1. Pour chacun des trois acides, écrire la réaction avec l’eau et calculer sa constante d’équilibre.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com