Le ξ max à retenir est ξ max = 0,5 × 10
−3 mol ; la dernière ligne du tableau se réécrit :
70
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
quantités
0,5 × 10 –3
0
0,5 × 10 –3
excès
finales (mol)
donc : [CH 3 CO 2 H] =
0,5 × 10
−3
15 × 10 −3 = 3,3 × 10
−2 mol · L
−1 ;
[CH 3 CO
−
2 ] = 3,3 × 10
−2 mol · L
−1 et [HO
− ] = 0.
La solution est une solution tampon car elle contient en proportions voisines l’acide et
sa base conjuguée : [CH 3 CO 2 H] = [CH 3 CO
−
2 ] . On conclut que pH = pK a = 4,76.
I n d i c a t e u r c o l o r é a c i d o - b a s i q u e
Une eau exempte de sels minéraux peut être obtenue par distillation. Quand on
recueille l’eau distillée goutte-à-goutte, l’eau dissout une petite quantité de dioxyde
de carbone (ou gaz carbonique) de formule CO 2 présent dans l’air. Les valeurs des
constantes d’acidité des couples acide / base que l’on peut obtenir à partir du dioxyde
de carbone sont les suivantes :
• Couple H 2 O,CO 2 /,HCO
−
3 ,
K a1 = 4,5 × 10
−7 .
• Couple HCO
−
3 /CO
2−
3 ,
K a2 = 4,8 × 10
−11 .
1. Représentez sur une échelle de pH les zones de prédominance de chacune des
espèces mises en jeu dans les couples précédents.
2. Sur une eau distillée fraîchement préparée, une mesure de pH donne la valeur
pH = 5,5. Donnez l’expression du K a pour le couple H 2 O,CO 2 /HCO
−
3 .
3. Pour pH = 5,5 , quelle est la valeur du rapport des concentrations :
[H 2 O,CO 2 ]/[HCO
−
3 ] ?
On désire préparer en vue d’un dosage, une solution de bleu de bromothymol (BBT).
Pour cela, on dissout une petite quantité de BBT dans l’eau distillée préparée à la
question 2 (pH = 5,5).
Le pK a du BBT a pour valeur 6,8.
La forme acide du BBT, que l’on notera HInd, a une couleur jaune. La forme basique
de l’indicateur, que l’on notera Ind – , a une couleur bleue.
Représentez le diagramme des zones de prédominance de chacune des espèces mises
en jeu et bien préciser les couleurs observées dans chacune des trois zones dont on
admettra que la zone centrale a pour limites pK a − 1 et pK A + 1. Quelle sera la couleur de la solution de BBT ainsi préparée ?
S o l u t i o n
1. K a1 = 4,5 × 10
−7 , donc pK a1 = −log 4,5 × 10
−7
= 6,3.
K a2 = 4,8 × 10
−11 , donc pK a2 = −log 4,8 × 10
−11
= 10,3 .
−3 mol ; la dernière ligne du tableau se réécrit :
70
C h i m i e g é n é r a l e e n 3 0 f i c h e s
quantités
0,5 × 10 –3
0
0,5 × 10 –3
excès
finales (mol)
donc : [CH 3 CO 2 H] =
0,5 × 10
−3
15 × 10 −3 = 3,3 × 10
−2 mol · L
−1 ;
[CH 3 CO
−
2 ] = 3,3 × 10
−2 mol · L
−1 et [HO
− ] = 0.
La solution est une solution tampon car elle contient en proportions voisines l’acide et
sa base conjuguée : [CH 3 CO 2 H] = [CH 3 CO
−
2 ] . On conclut que pH = pK a = 4,76.
I n d i c a t e u r c o l o r é a c i d o - b a s i q u e
Une eau exempte de sels minéraux peut être obtenue par distillation. Quand on
recueille l’eau distillée goutte-à-goutte, l’eau dissout une petite quantité de dioxyde
de carbone (ou gaz carbonique) de formule CO 2 présent dans l’air. Les valeurs des
constantes d’acidité des couples acide / base que l’on peut obtenir à partir du dioxyde
de carbone sont les suivantes :
• Couple H 2 O,CO 2 /,HCO
−
3 ,
K a1 = 4,5 × 10
−7 .
• Couple HCO
−
3 /CO
2−
3 ,
K a2 = 4,8 × 10
−11 .
1. Représentez sur une échelle de pH les zones de prédominance de chacune des
espèces mises en jeu dans les couples précédents.
2. Sur une eau distillée fraîchement préparée, une mesure de pH donne la valeur
pH = 5,5. Donnez l’expression du K a pour le couple H 2 O,CO 2 /HCO
−
3 .
3. Pour pH = 5,5 , quelle est la valeur du rapport des concentrations :
[H 2 O,CO 2 ]/[HCO
−
3 ] ?
On désire préparer en vue d’un dosage, une solution de bleu de bromothymol (BBT).
Pour cela, on dissout une petite quantité de BBT dans l’eau distillée préparée à la
question 2 (pH = 5,5).
Le pK a du BBT a pour valeur 6,8.
La forme acide du BBT, que l’on notera HInd, a une couleur jaune. La forme basique
de l’indicateur, que l’on notera Ind – , a une couleur bleue.
Représentez le diagramme des zones de prédominance de chacune des espèces mises
en jeu et bien préciser les couleurs observées dans chacune des trois zones dont on
admettra que la zone centrale a pour limites pK a − 1 et pK A + 1. Quelle sera la couleur de la solution de BBT ainsi préparée ?
S o l u t i o n
1. K a1 = 4,5 × 10
−7 , donc pK a1 = −log 4,5 × 10
−7
= 6,3.
K a2 = 4,8 × 10
−11 , donc pK a2 = −log 4,8 × 10
−11
= 10,3 .