Exercice bac (TC) constante d’acidité

 

 

Correction

1-Concentration des espèces présentes :

La dissolution dans l’eau de l’acide est une réaction limitée:

CH₃COOH + H₂O <=> CH₃COO- + H₃O+ (équilibre de constante K_A)

 

ainsi que l’autoprotolyse : H₂O + H₂O--H₃O⁺ +OH^-(équilibre de constante K_E)

 

Posons : CH₃COOH=A et CH₃COO-=B

Calculons d’abord la concentration c de la solution :

 

Remarque : ne pas confondre « c_A » et « [CH₃COOH] » !

« C_A » est la quantité d’acide apportée par litre sans préjuger de la réaction (ici limitée) de l’acide avec l’eau. Alors que [CH₃COOH] est la concentration effective dans la solution compte tenu de la réaction. (Ces deux concentrations égales seulement si la réaction est totale)

De pH=2,9 on tire [H₃O+] =10^-2,9=1,26.10^-3 mol.L^-1.

Nous admettons que l’autoprotolyse est négligeable à cette concentration ;

dans ce cas les ions H₃O⁺ proviennent exclusivement de la dissolution dans l’eau de l’acide et :[H₃O+]=[B]=1,26.10^-3 mol.L^-1

 

[A]= c- [B]= 0,10-1,26.10^-3= (100-1.26)*10-3=9,9*10^-2(valeur très proche de 0,10mol.L^-1).

La réaction est quasi nulle dans le sens direct et quasi-totale dans le sens inverse.

2-a .courbe:

 

Le pH est donc une fonction affine croissance du log(V_B/V_A) de pente égale à1 et d’ordonnée à l’origine 4,8

 

2-b calcul de la constante d’acidité :

Le calcul des concentrations des espèces B et A dans les différents mélanges est réalisé en considérant que celles-ci subissent une simple dilution comme si ces espèces étaient inertes (comme Cl- ou Na+).

C'est-à-dire que l’on néglige le déplacement de l’équilibre

CH₃COOH + H₂O <=> CH₃COO- + H₃O+ lors de l’ajout d’eau.

(la justification de cette approximation n’est pas demandée).

Et comme C_A=C_B

En posant pH=-log[H₃O⁺] et pK_A=-log KA (ou K_A=10^-pKA)

On obtient :