Hygiène et Sécurité HS 2

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1 Hygièn t Sécurité HS 2 Lçon N 7 : Ls Acid, ls Bass t l ph Introduction La plupart ds boissons commrcialisés sont acids. Ls solutions d acid chlorhydriqu sont par aillurs très corrosivs. Par aillurs ls produits détrgnts t ls shampoings sont souvnt basiqus. Mais commnt distingu ton ls solutions basiqus ds solution acids? Commnt différnti t-on ls acids faibls (comstibls) ds acids forts (non comstibls? Ls objctifs sont ici : - idntification d ion n solution - détrmination d concntration massiqu ou molair d un spèc chimiqu n solution - démonstration d un caractèr acid ou basiqu d un solution. - Utilisation d la rlation liant l ph t la concntration n ion hydroxyd Ls pré-rquis sont ls suivants : - La mol t son utilisation. - Equilibrag d un réaction chimiqu. 1. Ls solutions aquuss 1.1- Définition. Solvant : liquid qui dissout un composé n un form plus élémntair. Soluté : solid qui st dissout dans l solvant. Solution saturé : on dit qu un solution st saturé n soluté lorsqu il n st plus possibl d dissoudr c soluté. Solubilité (d un soluté dans l au) : st la quantité maximal d soluté qu l on put dissoudr dans un Litr d au à un tmpératur donné. On l xprim n g.l -1. Exmpl : L solvant st n général n plus grand quantité qu l composé. Par xmpl, l'au st un solvant pour l sl d cuisin (chlorur d sodium). Lorsqu'un quantité d sl d cuisin st mélangé à l'au, l sl s décompos n ions sodium t chlorurs disprsés dans l'au. Dans c cas, l'au st l solvant, l sl st l soluté t l mélang ds dux st la solution La concntration massiqu La concntration massiqu C m d un spèc chimiqu st la mass d ctt spèc chimiqu dissout dans un volum donné d solution. On l xprim n g.l -1. C m = m V. Avc C m concntration massiqu. m mass d composé dissout. v volum d solution La concntration molair. La concntration molair [A] d un spèc chimiqu A st l nombr d mol d ctt spèc chimiqu dissout dans un volum donné d solution. On l xprim n mol.l -1. [A] = n V. Avc [A] concntration molair. n nombr d mols d composé dissout. v volum d solution. Documnt N 1 : Activité 1) Calculr la mass molair du chlorur d sodium (NaCl) 2) Combin, dans un litr d'au salé à 0,1 mol/l, a-t-on d sl? Donnés : M(Cl) = 35,5 g/mol M(Na) = 23 g/mol : Ls Acids, ls Bass t l ph COURS 1.5

2 2. Ls acids t ls bass 2.1- Généralités. L ph st un indication qu l on trouv dans la vi d tous ls jours sur crtains aux minérals ou sur crtains produits d soins. L ph s msur avc : - l papir ph. - un ph-mètr. - Un indicatur coloré. Documnt N 2 : Tst sur ls indicaturs colorés Matéril : Ustnsils 9 tubs à ssais Espècs chimiqus solution tampon ph = 3 3 ports tubs solution tampon ph = 7 3 béchrs solution tampon ph = 10 Phénophtaléin Blu d Bromothymol Hélianthin Protocol : Dans 3 tubs à ssais disposr la solution tampon à ph = 3, fair d mêm avc ls solutions tampons. Dans ls tubs contnant ls solutions tampon ph = 3, ph = 7 t ph = 10 disposr qulqus goutts d chaqu indicatur coloré, constatr ls changmnts d coulur. 1- Complétr l schéma suivant : 2- Complétr l tablau suivant : Indicatur coloré Tint (avant virag) ph d la zon d virag Tint (après virag) Blu d Bromothymol 6,0 à 7,6 Hélianthin 3,1 à 4,4 Phénophtaléin 8,2 à 10,0 Important : Indicatur coloré : un indicatur coloré st un spèc chimiqu acido-basiqu dont la coulur st différnt si l ph st acid ou basiqu. En chimi, substanc naturll ou synthétiqu qui chang d coulur slon la natur d son nvironnmnt chimiqu. On utilis ls indicaturs pour détrminr l'acidité d'un composé (ph) ou l'état d'avancmnt d'un réaction chimiqu. Ls prmirs sont applés «indicaturs d ph» ou «indicaturs colorés». L papir ph : c st un papir imbibé d indicaturs colorés. L ph-mètr : l ph-mètr st un voltmètr qui prmt d détrminr n fonction d la concntration ds ions H + un valur du ph : Ls Acids, ls Bass t l ph COURS 2.5

3 Documnt N 3 : Ls indicaturs colorés Unité d ph Indicatur Héliantin roug 3,1 Ora ngé 4,4 jaun Vrt d bromocrésol Roug d méthyl Blu d bromothymol Roug d phénol Phénol Phtaléin jaun 4 vrt 5,4 blu roug 4,2 Orangé 6,2 jaun jaun 6 vrt 7,6 blu jaun 6,8 Orangé 8,4 roug incolor 8,2 ros 10 roug violacé 2.2- Définition. Définition : L ph st un msur d l'acidité d la solution L ph st lié à la concntration molair n ion hydrogèn H + (ou ion hydronium H 3O + ) dans la solution par la rlation : avc [H + ] la concntration ds ions H + n mols/litr. L ph n a pas d unité ph=-log 10 [H + ] Produit ioniqu d l au : En solution aquus, à 25 C, ls concntrations n ion H + t n ion hydroxyd OH - sont liés par la rlation : [H + ] [OH - ] = = K K port l nom d produit ioniqu d l au. Rmarqu : Un solution nutr contint autant d ion H + qu d ion OH - : [H + ] = [OH - ] = 10-4 donc ph = 7 Documnt N 4 : Exrcic La msur du ph du coca-cola donn 2,7, calculr la concntration n ions H 3 O +. Quls sont l ph t l caractèr d'un solution si [ OH - ] = 0,00002 mol. -1? 2.3- distinction ds acids ds bass, échll d ph. Ainsi, ls solutions acids ont un ph variant d 6 (acids faibls) à 1 (acids ls plus forts). Invrsmnt, un solution basiqu a un faibl concntration d'ions H 3O + t un xcès d'ions OH -. L ph d cs solutions vari d 8 (bass faibls) à 14 (bass forts). Solutions Nutrs : Ls Acids, ls Bass t l ph COURS 3.5

4 Documnt N 5 : Acitivé Rcopir t complétr ls phrass suivants : La concntration n ions H 3 O + t OH - caractéris un solution : - un solution st acid si son ph st... donc [ H 3 O + ] [ OH - ] - un solution st basiqu si... donc [ H 3 O + ] [ OH - ] - un solution st nutr si... donc [ H 3 O + ] [ OH - ] 3. Princip du dosag Rmarqu important : La grand majorité ds xpérincs ffctués n laboratoir au nivau du lycé profssionnl consist à trouvr la concntration n ions acid (ou basiqu) d un solution. Pour cla, nous ffctuons un dosag dont l princip st l suivant : Documnt N 6: Exmpl d un dosag d un acid fort par un bas fort Protocol pour un solution acid inconnu : - On dispos dans un burtt gradué un solution basiqu dont la concntration st connu. - On dispos dans un béchr un volum connu t détrminé avc xactitud d la solution acid inconnu (solution dont nous n connaissons pas la concntration), - On plac nfin dans l béchr un barrau aimanté prmttant d homogénéisr l mélang. Fair un schéma du montag xpérimntal. L schéma doit comprndr un béchr, un burtt fixé sur son support, un agitatur magnétiqu t son barrau aimanté ainsi qu ls solutions acid t basiqu. Mod d suivi : Nous dvons nsuit choisir un mod d suivi (c'st-à-dir l instrumnt d msur nous prmttant d détrminr l ph) On put choisir par xmpl l suivi à l aid d un indicatur coloré l plus souvnt utilisé n BEP t n BAC PRO, mais pu précis- ou bin un suivi à l aid d un ph-mètr) Exmpl d un suivi ph métriqu : Soit un solution d soud C B = 0,01 mol/l t d'acid chlorhydriqu d concntration inconnu. On vrs la soud dans la burtt t on vrs Va = 20 ml d'acid dans un béchr. On msur l ph obtnu après l rajout d soud t on obtint ls résultats suivants : V B , , ph 2,3 2,35 2,45 2,6 2,9 3,1 3,5 6,9 10,4 10,9 11,3 Exploitation ds résultats 1 ) Tracr la courb ph = (V B ). Echll : En absciss 1cm rprésnt 1 cm 3 d soud. En ordonné 1 cm rprésnt 1 pour l ph. 2 ) Détrminr graphiqumnt l point d'équivalnc E. Rmarqu : L point d équivalnc st l point ou l on constat un brutal changmnt d ph d a solution. Pour un suivi colorimétriqu c st l momnt ou l on constat un changmnt d coulur t pour un suivi ph-métriqu c st l ndroit ou l on constat un brutal changmnt d pnt. 3 ) Donnr l ph corrspondant. (Environ ph = 7) 4 ) Donnr l volum d soud V B corrspondant. (Environ V = 9,7 ml) Rmarqu : Lorsqu l on s trouv au point d équivalnc, ls quantités d acid t d bas (l nombr d mols) sont égals on a donc n A = n B soit aussi C A V A = C B V B ou l indic A rprésnt l acid t l indic B rprésnt la bas. On connaît alors trois d cs donnés, il n rst plus qu à détrminr la donné manquant. 5 ) Calculr alors la concntration d acid inconnu. (Environ C = 4, mol/l) n fait la solution acid à un concntration d mol/l : Ls Acids, ls Bass t l ph COURS 4.5

5 Documnt N 7 : Exrcic 1 ) La concntration n ions hydronium st 0,01 mol. -1. Calculr l ph. 2 ) On a un solution où la concntration n ions hydroxyd st 0,0005 mol. -1. Calculr l ph t donnr la natur d la solution. 3 ) Un jus d tomat a un ph d 4,5. Calculr la concntration n ions OH -. 4 ) On a un solution d'acid acétiqu (vinaigr) d concntration c = 0,025 mol. -1. On msur son ph t on trouv 2,5. L'acid acétiqu st-il un acid fort? Justifir votr répons : Ls Acids, ls Bass t l ph COURS 5.5