TD VIII/ Les réactions acido-basiques.

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1 Daniel bécassis. nnée universitaire 009/00 CHIMIE Exercice. TD VIII/ Les réactions acido-basiques.. Une solution d un acide H de concentration molaire 5,0.0 mol / L a un ph égal à,. S agit-il d un acide totalement dissocié ou d un acide partiellement dissocié?. Une solution d une base B de concentration molaire 5,0.0 mol / L a un ph égal à,7. S agit-il d une base totalement dissociée ou d une base partiellement dissociée? Exercice. La constante d acidité du couple CH est égal à 9,. COH / CH CO est = 5 K,8.0. Le du couple NH / NH. Sur un axe gradué en ph, placer les domaines de prédominance des formes acides et basiques de ces deux couples.. Les espèces NH et CH COH peuvent-elles être les espèces majoritaires de la même solution?. En déduire la réaction qui se produit lorsqu on mélange les deux espèces précédentes.. Exprimer la constante d équilibre associée à cette réaction et calculer sa valeur. Exercice. Les mesures sont effectuées à 5 C.. Soit une solution S d acide éthanoïque de concentration a. Ecrire l équation de la réaction avec l eau. c =,0.0 mol / L b. Exprimer et calculer la constante associée à l équation de cette réaction. Peut-on dire que l acide éthanoïque est un acide partiellement dissocié dans l eau? c. La mesure du ph de la solution donne,. Confirme-t-elle le résultat précédent?. Soit une solution S d ammoniaque de concentration molaire a. Ecrire l équation de réaction de l ammoniaque avec l eau. c =,0.0 mol / L b. Exprimer et calculer la constante associée à l équation de cette réaction. Peut-on dire que l ammoniaque est une base partiellement dissociée dans l eau? c. La mesure du ph de cette solution donne 0,6. Confirme-t-elle le résultat précédent?. un volume V de solution S, on ajoute un même volume de solution S Ecrire l équation de la réaction qui a lieu. Calculer la constante d équilibre associée à cette réaction. Montrer que l on peut considérer la réaction comme totale. Données : ( CH ( NH CO H / CH CO / NH ) = 9, ) =,7

2 Exercice. L acide acétique ou acide éthanoïque est un acide partiellement dissocié dans l eau.. Ecrire l équation de réaction de cet acide avec l eau. Préciser les couples acide/base intervenant dans cette réaction.. Donner l expression de la constante d acidité du couple acide/base correspondant à l acide acétique en fonction de la concentration des espèces en solution.. On mélange une solution d acide acétique et une solution d acétate de sodium. Le ph obtenu est égal à 6,5. Préciser l espèce chimique prédominante du couple acide/base présente dans la solution in fine. Justifier vitre raisonnement. Exercice 5. Les mesures sont effectuées à 5 C.. On dissout une masse m=0,g de chlorure d ammonium dans l eau de façon à obtenir un volume V=00mL de solution. La mesure du ph de la solution obtenue donne ph=5, a. Ecrire l équation de dissolution de ce composé b. L ion ammonium formé est un acide, montrer qu il s agit d un acide partiellement dissocié. c. Ecrire l équation de réaction entre l ion ammonium et l eau. Définir la constante d équilibre associée à l équation de cette réaction et déterminer sa valeur numérique. En déduire quelles sont les espèces chimiques majoritaires dans la solution.. On ajoute une solution d hydroxyde de sodium à la solution précédente. a. Quelle réaction a lieu principalement lors du mélange des deux solutions? Justifier la réponse en utilisant les valeurs des des couples acide/base auxquels appartiennent les espèces chimiques mises en présence. Calculer la constante d équilibre associée à l équation de cette réaction. Conclure. b. Déterminer le volume Vbde la solution d hydroxyde de sodium de concentration c b = 0,0mol / L qu il faut ajouter aux 00mL de la solution de chlorure d ammonium initiale pour obtenir une solution de ph=9, On donne : -les ions chlorure et les ions sodium sont indifférents vis-à-vis de l eau. -Le chlorure d ammonium est un solide ionique. - e ( NH ( H O / ( H O = / NH / H ) = 9, ) = 0) = 0 M ( N) = g M ( Cl) = 5,5g M ( H ) = g Exercice 6 (IFMK-Berck) On utilise, pour diminuer le ph des eaux de piscines, une poudre contenant de l hydrogénosulfate de sodium de formule brute NaHSO. On introduit dans un bécher 0,80g de cette poudre et on ajoute un volume de 0mL de soude de concentration c B =,00mol / L. La transformation ayant lieu a pour équation de réaction :

3 HSO SO H O On introduit la soude en excès par rapport aux ions hyrogénosulfate. On dose alors l excès de soude par une solution d acide chlorhydrique de concentration c =,00mol / L Il faut verser V E = 6, 9mL de solution d acide chlorhydrique pour obtenir l équivalence acido-basique.. Calculer la constante K associée à l équation de transformation.. Déterminer la quantité ( en mmol ) en ions ayant réagit avec la poudre.. Déterminer le pourcentage massique P d hydrogénosulfate de sodium dans la poudre. On donne : K ( HSO / SO ) =,5. 0 Exercice 7. On a trouvé, au laboratoire, un flacon de solution d acide benzoïque dont la concentration est inconnue. La mesure du ph de cette solution donne,6. On décide alors d effectuer un titrage afin de déterminer la concentration de cette solution. On dispose d une solution d hydroxyde de sodium de concentration égale à,0mol/l et du matériel suivant : *fiole jaugée de 00mL, pipettes jaugées de 0mL et 0mL, bécher de 00mL, éprouvette graduée de 0mL, eau pure.. indiquer le mode opératoire pour la préparation, à partir de la solution précédente, d une solution d hydroxyde de sodium de concentration égale à,0.0 mol / L en précisant la verrerie utilisée. vec la solution d hydroxyde de sodium ainsi préparée, on procède au titrage de 0mL de solution d acide benzoïque. Les variations de ph en fonction du volume V de la solution d hydroxyde de sodium versé sont données dans le tableau ci-dessous : V(mL) 0,0,0,0 5,0 6,0 8,0 9,0 9,5 9,8 9,9 0,0 0,,0,0,0 6,0 8,0 ph,6,,6,9,,,8 5, 5,5 5,9 6, 8,5 0,7,7,,7,8. Faire un schéma annoté du montage expérimental à réaliser pour ce titrage. Indiquer le matériel à utiliser.. Tracer la courbe ph=f(v). Déterminer les coordonnées du point d équivalence. En déduire la concentration ( en mol/l) de l acide benzoïque.. Déduire de la courbe précédente, en le justifiant, si l acide benzoïque est un acide totalement dissocié ou s il est un acide partiellement dissocié. 5. Ecrire l équation de réaction qui s effectue au cours du titrage. Exercice 8 : On prépare une solution aqueuse d hydroxyde de sodium ( ou soude ) en dissolvant,0g d hydroxyde de sodium NaOH dans une fiole jaugée de L. l aide d une burette graduée, on ajoute progressivement cette solution dans un bécher contenant 0mL d une solution d acide chlorhydrique, additionnée de quelques gouttes d un indicateur coloré approprié. Le virage se produit après addition de 8mL de la solution d hydroxyde de sodium.. Ecrire l équation de réaction qui se produit.. Calculer la concentration de la solution d acide chlorhydrique.. Quel est le ph à l équivalence? Donnée : M(NaOH)=0g/mol.

4 Exercice 9 : On dissout m=7 g de benzoate de sodium dans l eau de manière à obtenir un volume V=00mL d eau. Le du couple acide benzoïque/ ion benzoate est égal à, à 5 C ;. Ecrire l équation de dissolution du benzoate de sodium ans l eau.. préciser les espèces chimiques introduites et leurs caractères acide ou basique.. Ecrire l équation de réaction de l ion benzoate avec l eau.. Donner l expression puis la valeur de la constante d équilibre associée à l équation de cette réaction. 5. Calculer la concentration de la solution préparée. 6. On ajoute un volume V de solution d acide chlorhydrique de concentration molaire c =0,mol/L à la solution précédente. On obtient une solution a. Faire le bilan des espèces introduites. b. Ecrire l équation de cette réaction. La justifier. c. Exprimer la constante d équilibre associée à cette équation et la calculer. d. Calculer le volume V de solution d acide chlorhydrique à ajouter pour que les concentrations molaires en acide benzoïque et ion benzoate dans la solution S soient égales ( on négligera les réactions de ces deux espèces avec l eau ). e. Quelle est la valeur du ph de la solution S? Exercice 0. On désire préparer une solution d hydroxyde de sodium de ph=,5.. Quelle est la concentration des ions hydroxydes dans cette solution?. quelle masse d hydroxyde de sodium faut-il utiliser pour préparer,0l de cette solution?. Quel est le ph de la solution obtenue en diluant la solution préparée avec un volume égal d eau pure? Exercice : On appelle S une solution d acide chlorhydrique de concentration c =.0 mol / L et S une solution de soude à la concentration c B = 0,mol / L. On dose V = 00mL de solution S en y introduisant progressivement un volume V de la solution S. On supposera que la condition V 0mL suffit pour négliger l effet de dilution : en dépit de l ajout du volume V, le milieu réactionnel sera supposé conserver son volume initial V = 00mL.. Calculer les concentrations en ions oxoniums et ions hydroxydes introduits dans le milieu réactionnel, d abord en mol/l puis en gm.. a. Montrer que l équivalence du dosage est atteinte pour V=5mL ( on donnera, au préalable, l équation bilan de la réaction du dosage ). b. Calculer les concentrations Na ],[ Cl ],[ H O ],[ ] à l issue de la réaction de dosage pour : V = 0mL 0 V 5mL V = 5mL 5 V 0mL [ c. En déduire l expression de la conductivité de la solution en fonction de V pour les mêmes intervalles. d. Tracer la courbe décrivant cette conductivité en fonction de V et commenter. Données : les conductivités molaires ioniques : H Cl O : 9,6.0 : 76,.0 m mol Na : 50,.0 :98.0

5 Exercice.. Ecrire l équation de la réaction de titrage de l acide éthanoïque par une solutiond hydroxyde de sodium.. On place 0mL de la solution d acide éthanoïque de concentration C =,0.0 mol / L dans le bécher et on y verse, avec une burette graduée, la solution d hydroxyde de sodium de concentration C B =,0.0 mol / L. Pour un volume versé de 0mL de solution d hydroxyde de sodium, le ph a une valeur de,8. Calculer : - La quantité d ions - La quantité d ions - Le rapport n n versés depuis le début du titrage. restant dans la solution. res tan t versés et conclure Quel est le taux d avancement final de la réaction? Exercice : On considère une solution S d acide éthanoïque de concentration V = 0mL. Son ph est égal à,9. S est une solution d hydroxyde de sodium de concentration,0.0 mol / L éthanoïque / ion éthanoate est égal à,8. On verse progressivement un volume la solution S,0.0 mol / L et de volume. Le du couple acide VB de la solution S dans. Ecrire l équation de réaction qui s effectue et montrer que la transformation est quasi-totale en calculant la constante d équilibre associée à cette réaction.. Donner l allure de la courbe ph=f( V B ) que l on notera C. On reprend 0 ml d acide éthanoïque de concentration,0.0 mol / L une solution S d hydroxyde de sodium de concentration 5,0.0 mol / qu en., donner l allure de la courbe ph=f( V B ) que l on notera C. L ( solution S ), mais on utilise. Dans le même système d axes Exercice. : On considère une solution d acide méthanoïque de concentration initiale du ph donne ph=,9 à la température de 98K.. Ecrire l équation de la réaction entre l acide méthanoïque et l eau.. Dresser un tableau d avancement en utilisant le degré de dissociation α de cet acide.. Exprimer la constante d équilibre de l équation précédente.. En déduire les concentrations de toutes les espèces chimiques présentes en solution. C =.0 mol / L. La mesure 5. Calculer la valeur de cette constante. En déduire la valeur du du couple acide méthanoïque/ ion méthanoate.