Acides et bases définitions

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1 Acides et bases définitions 1. Parmi les substances suivantes, définis lesquelles sont des acides, des bases, des sels ou rien de tout cela? a. KNO 3 sel b. HC 2 H 3 O 2 acide c. CH 4 rien d. LiOH base e. H 2 CO 3 acide f. Na 2 CO 3 sel g. Ba(OH) 2 base h. SO 2 rien 2. Équilibre les réactions de neutralisation suivantes : 3. Parmi les propriétés suivantes, lesquelles sont propres aux acides, aux bases, aux deux ou à aucun des deux? a. Forment des solutions ioniques acides et bases b. réagissent avec les métaux pour produire de l'oxygène aucun c. rendent la peau grasse bases d. colorent le papier tournesol en rouge acides e. ont un goût acide acides f. réagissent avec des sels aucun 4. Quels acides ou quelles bases sont utilisés : a. dans les batteries des voitures H 2 SO 4 b. pour conserver les cornichons CH 3 COOH c. comme réfrigérant NH 3 d. dans les piles alcalines KOH e. pour nettoyer un foyer de cheminée HCl 5. Dans les réactions suivantes, qui agit comme un acide, qui agit comme une base?

2 6. Soit les acides suivants : H 3 PO 4, HF, H 2 S, H 4 P 2 O 7, H 2 CO 3, HCN. 7. Identifie dans les réactions suivantes les acides et les bases : 8. Parmi les substances suivantes, lesquelles sont amphotères? 9. Ecris les formules suivantes : 10. Donne l'acide conjugué de chacune des substances suivantes : 11. Donne la base conjuguée de chacune des substances suivantes : 12.Écris l'équation d'équilibre qui représente la réaction acido-basique entre les substances suivantes :

3 Force des acides et des bases 1. Lequel des deux acides est le plus fort? a. HIO 3 b. HSO 3 - c. H 2 PO 4-2. Lequel est deux est la base la plus forte? a. PO 4 3- b. HPO 4 2- c. OH - d. HCOO - 3. Écris les réactions suivantes : 4. Sachant que la réaction d'autoprotolyse de l'eau est endothermique, réponds aux questions suivantes : a. b. c. [H 3 O + ] augmente d. K e augmente 5. Ecris l'expression de K a pour les substances suivantes : 6. Ecris l'expression de K b pour les substances suivantes : 7. Soit une solution d'un acide de concentration 1 M et dont la constante K a est égale à 1 x Soit un deuxième solution d'un acide de concentration 1 M et dont la constante K a est égale à 1 x Quelle solution contient la plus grande concentration de H 3 O +? L'acide avec K a = 1 x 10-5.

4 8. Soit une solution d'une base de concentration 1 M et dont la constante K b est égale à 5 x Soit un deuxième solution d'une base de concentration 1 M et dont la constante K b est égale à 7 x Quelle solution contient la plus grande concentration de OH -? La base avec K b égal à 7 x Calcule K b pour les substances suivantes : a. 8,3 x b. 7,1 x c. 2,3 x 10-8 d. 1,6 x 10-7 e. 6,7 x f. 1,1 x Écris les équations pour les réactions suivantes : 11. Dans les réactions suivantes, prédis qui vont être favorisés, les réactifs ou les produits? a. Produits b. réactifs c. produits d. réactifs e. produits 12. Soit trois acides : H 2 SO 3, H 3 PO 4 et HCOOH. Lequel de ces acides pourrait former un équilibre avec F - dans lequel les réactifs seraient favorisés? HCOOH

5 ph et poh 1. Calcule le ph et le poh avec le bon nombre de chiffres significatifs pour les solutions suivantes : 2. Calcule [H 3 O + ] et [OH - ] avec le bon nombre de chiffres significatifs pour les solutions suivantes : 3. À 60 C, pk e = 13,018. Calcule le ph, le poh, [H 3 O + ] et [OH - ]. ph = poh = ½ pk e = 6,509 [H 3 O + ] = [OH - ] = 3,10 x Définis si les solutions suivantes sont acides, basiques ou neutres : a. acide b. acide c. basique d. basique e. neutre f. acide g. basique h. basique i. neutre j. acide 5. Réponds aux questions suivantes : a. le ph d'une solution est augmenté de 2, que devient [H 3 O + ]? [H 3 O + ] est divisé par 100 b. le ph d'une solution est diminué de 3, que devient [H 3 O + ]? [H 3 O + ] est divisé par 1000 c. le poh d'une solution est augmenté de 1, que devient [H 3 O + ]? [H 3 O + ] est multiplié par 10 d. le ph d'une solution est diminué de 2, que devient [OH - ]? [OH - ] est divisé par 100

6 6. Calcule le ph d'un mélange de 50,0 ml de NaOH de concentration 0,150 M et de 50,0 ml de HCl de concentration 0,200M. ph = 1,60 7. Calcule le poh d'un mélange de 75,0 ml de HBr de concentration 0,200 M et de 225,0 ml de KOH de concentration 0,150M. poh = 1, Calcule le ph d'un mélange de 100,0 ml d'une solution contenant 5,00 g de KOH avec 100,0 ml d'une solution contenant 6,00 g d'hcl? ph = 0, Calcule le ph lorsque 0,450 g de LiOH sont ajoutés à 200,0 ml d'eau contenant 9,50 g de HI. Prends pour hypothèse que le volume final est de 200,0 ml. ph = 0, Quelle masse de LiOH doit être ajoutée à 750,0 ml de HCl de concentration 0,0550 M pour créer un mélange dont le ph sera 2,500? 0,929 g 11. Quelle masse de Ca(OH) 2 doit être ajoutée à 500,0 ml de Hbr de concentration 0,0150 M pour créer une solution dont le ph sera 2,750? 0,245 g

7 Hydrolyse des sels 1. Écris la réaction d'hydrolyse pour les sels suivants et détermine si la solution résultante est acide, basique, ou neutre. Attention de bien écrire les deux étapes : dissociation du sel puis réaction des ions avec l'eau.

8 2. Prédis si les sels suivants vont former des solutions acides, basiques ou neutres : 3. Classe les solutions suivantes (concentration 1 M) du plus haut au plus bas ph : NaOH > NaCH 3 COO > NH 4 CH 3 COO > NH 4 Cl > HCl

9 Calculs de K a et K b 1. Quelle est la concentration de H 3 O + dans une solution de H 2 S de concentration 0,050 M? 6,7 x 10-5 M 2. Quel est le ph d'une solution de H 2 O 2 de concentration 0,20 M? ph = 6,16 3. Quelle concentration de HCOOH est nécessaire pour avoir un ph de 1,93? 0,78 M 4. Calcule le ph d'une solution de NH 4 NO 3 de concentration 0,30 M. ph = 4,89 5. Une solution de HOBr de concentration 0,100 M a un ph de 5,343. Quel est la valeur de K a pour HOBr? 2,06 x Quel est le ph d'une solution de Fe(H 2 O) 6 Cl 3 de concentration 3,0 M? ph = 0,87 7. Quelle concentration de SO 3 2- est nécessaire pour produire un ph de 9,69?0,024 M 8. Calcule [H + ], [OH - ], ph et poh pour une solution de NH 3 de concentration 0,20 M. [H + ] = 5,3 x 10-12, [OH - ] = 1,9 x 10-3, ph = 11,28 et poh = 2,72 9. K b = 1,7 x 10-6 pour l'hydrazine, N 2 H 4. Si une solution d'hydrazine a un ph de 10,50, quelle est la concentration d'hydrazine dans la solution? 0,059 M 10. Calcule le ph d'une solution de NaCN de concentration 0,50 M. ph = 11, Une solution d'hydroxylamine, NH 2 OH, de concentration 0,600 M a un ph de 9,904. Quel est le K a pour NH 3 OH +? 9,34 x Calcule le ph d'une solution saturée de CaF 2. (K ps = 1,46 x ) ph = 7, Le ph d'une solution saturée de Na 2 C 2 O 4 est 8,82. Calcule K ps pour Na 2 C 2 O 4. K ps = 8,7 x 10-2

10 Les titrages 1. Une solution de NaOH de concentration inconnue est titrée avec une solution d'hcl de concentration 0,125 M. Le point d'équivalence est atteint lorsque 15,3 ml d'hcl sont ajoutés à 25,0 ml de NaOH. Calcule la concentration de NaOH. 0,0765 M 2. Une solution de H 2 SO 4 est titrée avec une solution de KOH de concentration 0,0635 M suivant la réaction : H 2 SO KOH K 2 SO H 2 O. Le point d'équivalence est atteint lorsque 28,2 ml de KOH ont été ajoutés à 25,0 ml de l'acide. Calcule la concentration de l'acide. 0,0358 M 3. Quel volume de NH 3 de concentration 0,0350 M est nécessaire pour atteindre le point d'équivalence dans le titrage de 50,0 ml de HCl de concentration 0,0275 M? 39,3 ml 4. Quel volume de NaOH de concentration 0,230 M est nécessaire pour atteindre le point d'équivalence dans le titrage de 25,0 ml de H 2 SO 4 de concentration 0,175 M représenté par l'équation : H 2 SO NaOH Na 2 SO H 2 O 38,0 ml 5. 28,7 M d'acide phosphorique H 4 P 2 O 7 de concentration 0,0136 M sont titrés avec 40,3 ml de KOH de concentration 0,0387 M. Combien de protons, en moyenne, sont relâchés par chaque molécule d'acide phosphorique au point d'équivalence? Si la solution résultante est évaporée, quel sel restera-t-il? 4 protons / K 4 P 2 O ,000 g d'acide benzoïque, C 6 H 5 COOH, impur sont dissouts et dilués dans un volume de 250,0 ml. Un échantillon de 25,00 ml de cette solution est titré avec 31,84 ml de NaOH de concentration 0,1236 M. Quel est le pourcentage de pureté de l'acide benzoïque? 96,02 % 7. 3,857 g d'un acide monoprotique sont dilués dans 100,0 ml. Un échantillon de 25,00 ml est titré avec 23,61 ml de KOH de concentration 0,2000 M. Quel est la masse molaire de l'acide? 204,2 g/mol 8. Une solution d'hydroxyde de sodium est préparée en diluant 0,470 g de NaOH dans 50,0 ml. Cette solution est ensuite titrée avec 37,5 ml de HCl de concentration 0,288 M. Quel est le pourcentage de pureté de NaOH? 91,9 % 9. Un échantillon de 1,021 g d'une base faible monoprotique est dilué dans une solution de 100,0 ml. 3 échantillons de 25,00 ml de cette solution sont titrés avec une solution de HCl de concentration 0,05023 M : Premier titrage : 17,98 ml Deuxième titrage : 17,79 ml Troisième titrage : 17,83 ml Quel est la masse molaire de la base? 285,3 g/mol 10. Un échantillon de Ca(OH) 2 de 1,50 g est dilué dans 1,0 l. 25,0 ml de cette solution

11 est titrée avec 19,1 ml de HCl de concentration 0,0500 M. Quel est le pourcentage de pureté de Ca(OH) 2? 94,4 % 11. Un échantillon de 2,500 g d'un acide diprotique est dilué dans 250,0 ml. # échantillons de 25,00 ml de cette solution sont titrés avec une solution de NaOH de concentration 0,1328 M : Premier titrage : 39,67 ml Deuxième titrage : 39,32 ml Troisième titrage : 39,65 ml Quelle est la masse molaire de l'acide?94,93 g/mol 12. Une solution de HCl de concentration 0,10 M a un ph de 1,00. Une solution de CH 3 COOH de concentration 0,10 M a un ph de 2,87. Soit deux échantillons de 25 ml, un d'acide chlorhydrique de concentration 0,10 M et l'autre de CH 3 COOH de concentration 0,10 M. Quel échantillon nécessitera un plus grand volume de NaOH de concentration 0,10 M afin d'être neutralisé? Même volume pour les deux 13. Une étudiante titre 25,0 ml de solution de Ba(OH) 2 de concentration 0,100 M avec une solution de H 2 SO 4 de concentration 0,100 M a. Écris l'équation de neutralisation de la réaction Ba(OH) 2 (aq) + H 2 SO 4 (aq) BaSO 4 (s) + 2 H 2 O(l) b. Que devient la conductivité de la solution de Ba(OH) 2 au fur et à mesure que l'acide est ajouté? Elle diminue c. Quel volume d'acide est requis pour atteindre le point d'équivalence? 25,0 ml Que devient la conductivité à ce moment-là? Très faible d. Que devient la conductivité si on continue à ajouter de l'acide après l'équivalence? Elle augmente e. Fais un graphe de la conductivité vs le volume d'acide ajouté. conductivité 25 Volume H 2 SO 4 ajouté (ml)

12 Indicateurs 1. Un indicateur HIn est rouge en milieu acide et bleu en milieu basique. Quel est la couleur de l'anion In -? Bleu 2. L'indicateur Jaune Clayton change de couleur de jaune à orange à ph = 12, 7. Quel est le K a pour cet indicateur? 2 x Si un indicateur a pour réaction d'équilibre : HIn H + + In - et K a = 1 x 10-5, est-ce que la concentration de HIn est plus grande ou plus petite que In - à ph = 8? plus petite 4. L'alizarine change de jaune à rouge à ph = 6,4 puis de rouge à violet à ph = 11,7. Que peux-tu en conclure sur la nature de l'alizarine et sur sa force? Acide diprotique : K a1 = 4 x 10-7 et K a2 = 2 x Un mélange de bleu de thymol et de jaune alizarine est mis dans une solution de OH - de concentration 1,0 x 10-4 M. De quelle couleur sera la solution? Verte 6. Une solution est testée avec trois indicateurs : Orange de méthyle Bleu de thymol Bleu de bromothymol résultat = jaune résultat = jaune résultat = jaune Donne une estimation du ph de cette solution. 4,4 à 6,0 7. Une solution est testée avec trois indicateurs : Rouge de méthyle résultat = jaune Rouge de phénol résultat = rouge Phénolphtaléine résultat = incolore Donne une estimation du ph de cette solution. 8,0 à 8,2 8. Soit quatre bouteilles étiquettées 1, 2, 3 et 4 et contenant des solutions 0,1 M de H 3 PO 4, NaH 2 PO 4, Na 2 HPO 4 et Na 3 PO 4. On teste le contenu de ces bouteilles avec 3 indicateurs différents : Identifie le contenu de chaque bouteille. Bouteille 1 = Na 3 PO 4, bouteille 2 = NaH 2 PO 4, bouteille 3 = H 3 PO 4, bouteille 4 = Na 2 HPO 4

13 Les différents types de titrage 1. Trace la courbe du titrage d'une solution de NaOH de concentration 1,000 M par une solution de HCl de concentration 1,000 M : a. Quel volume de NaOH a été nécessaire pour atteindre l'équivalence? 1,00 l b. A quel moment le ph a-t-il subitement varié? Entre ph = 3 et ph =11 c. La solution est-elle acide, basique ou neutre à l'équivalence? neutre d. Quel serait le meilleur indicateur pour ce titrage? Bleu de bromothymol Pourrais-tu utiliser la phénolphatléine? Oui, zone de virage très large 2. Soit les valeurs suivantes : Indicateur pk a Rouge de méthyle 5,4 Bleu de bromothymol 6,8 Phénolphtaléine 9,1 Les acides et les base suivantes sont titrées ensemble. À l'équivalence, les solutions seront-elles acides, basiques ou neutres? Quel indicateur faudrait-il utiliser pour chaque titrage?

14 a. HF + NaOH basique / phénolphtaléine b. NH 3 + HI acide / rouge de méthyle c. LiOH + HBr neutre / bleu de bromothymol d. C 6 H 5 COOH + Ca(OH) 2 basique / phénolphtaléine e. NH 3 + CH 3 COOH neutre / bleu de bromothymol f. HNO 3 + KOH neutre / bleu de bromothymol 3. Les données suivantes sont obtenues durant le titrage de 25,0 ml d'acide propanoïque, C 2 H 5 COOH, avec une solution de NaOH de concentration 0,100 M : ph initial = 2,950 volume NaOH = 23,8 ml ph à 11,9 ml = 4,873 a. Quelle est la valeur de K a pour l'acide propanoïque? 1,34 x 10-5 b. Quelle est la concentration de l'acide propanoïque basée sur la concentration de NaOH et les volumes des réactifs? 0,0952 M c. Quelle est la concentration de l'acide propanoïque basée sur la valeur de K a et la valeur du ph initiale? 0,0951 M 4. Les données suivantes sont obtenues durant le titrage d'une base appelée aniline, C 6 H 5 NH 2 avec une solution de HCl de concentration 0,100 M : ph initial = 8,72 Volume HCl = 16,32 ml ph à 8,16 ml = 4,63 a. Quelle est la valeur de K b pour l'aniline? 4,3 x b. Quelle est la concentration de l'aniline? 0,065 M c. Si la concentration de l'aniline et de HCl étaient dix fois plus grandes, que deviendrait la valeur du ph à la demi-équivalence? Pas de changement

15 Solutions tampons 1. Soit deux solutions tampons : une solution de NH 3 de concentration 1 M mélangée à une solution de NH 4 Cl de concentration 1 M une solution de NH 3 de concentration 0,1 M mélangée à une solution de NH 4 Cl de concentration 0,1 M Est-ce que le ph de ces solutions tampons est différent? Non 2. Quelle solutions parmi les solutions suivantes seront des tampons? a. KCN de concentration 0,10 M mélangé à HCN de concentration 0,10 M solution tampon b. HNO 2 de concentration 1,0 M mélangé à HF de concentration 1,0 M ce n'est pas une solution tampon c. NaOH de concentration 1,0 M mélangé à NaCl de concentration 1,0 M ce n'est pas une solution tampon d. NaHCO 3 de concentration 1,5 M mélangé à Na 2 CO 3 de concentration 1,2 M solution tampon 3. Que se passe-t-il si on ajoute une base forte à une solution tampon? Même question avec un acide fort. Peu d'effet si c'est une petite quantité 4. Une solution est un mélange de HNO 3 de concentration 1 M avec NaNO 3 de concentration 1 M. Est-ce une solution tampon? Non 5. Tu as préparé une solution tampon en mélangeant 0,10 mol de NH 3 avec 0,10 mol de NH 4 Cl. Cette solution pourra-t-elle neutraliser 0,15 mol de OH -? Non 6. Une solution tampon est préparée en mélangeant une solution de NH 3 de concentration 1 M avec une solution de NH 4 Cl de concentration 1 M. Que deviennent les concentrations de NH 3 et NH 4 Cl lorsque : a. on ajoute une petite quantité de HCl [NH 4+ ] augmente, [NH 3 ] diminue b. on ajoute une petite quantité de NaOH [NH 4+ ] diminue, [NH 3 ] augmente 7. Comment préparerais-tu une solution tampon de ph = 7,2? 1 mol de NaH 2 PO mol de Na 2 HPO 4 diluées dans 1 litre d'eau 8. Comment préparerais-tu une solution tampon de ph = 2,1? 1 mol de H 3 PO mol de NaH 2 PO 4 diluées dans 1 litre d'eau

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = 10-14 = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = 10-14 = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide La constante d autoprotolyse de l eau, K W, est égale au produit de K a par K b pour un couple acide/base donné : En passant en échelle logarithmique, on voit donc que la somme du pk a et du pk b d un

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