Mise en pratique de la technique de dilution et l'utilisation d'un pH-mètre.
Etudier l'influence de la dilution sur le pH d'une solution d'acide éthanoïque.
Il est conseillé de se reporter au TP n°1 sur l'étude du pH des solutions d'acide chlorhydrique.
A partir d'une solution mère d'acide éthanoïque de concentration ca, préparer par dilution les solutions suivantes: ca/10 ; ca/20 ; ca/100 ; ca/200 ; ca/1000 ; ca/2000.
Pour chaque solution, préciser, en complétant le tableau suivant, le volume du matériel utilisé (à disposition: fioles jaugées de 50 et 100 mL; pipettes jaugées de 5mL, 10mL, 20 mL).
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concentration c de la solution préparée |
concentration de la solution mère utilisée |
verrerie utilisée pour le prélèvement |
volume de solution préparé |
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ca/10 = |
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ca/20 = |
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ca/100 = |
|||
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ca/200 = |
|||
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ca/1000 = |
|||
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ca/2000 = |
Chaque solution préparée peut servir à en préparer une autre. Conserver chaque solution dans des béchers convenablement repérés.
Etalonner le pHmètre ; Rappeler le rôle et le protocole de l’étalonnage.
Mesurer le pH des solutions préparées en commençant par la plus diluée.
Compléter le tableau suivant:
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cas de l'acide éthanoïque |
cas de l'acide chlorhydrique |
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Concentration c de la solution |
-lg c (calculé) |
pH mesuré |
[H3O+] calculé |
a = [H3O+]/c |
pH théorique pour un acide fort |
a = [H3O+]/c théorique pour un acide fort |
Que représente physiquement le rapport a = [H3O+]/c ?
Observer et qualifier l'évolution de a quand la concentration en acide c diminue.
En déduire l'influence de la dilution sur la réaction entre un acide faible et l'eau.
Reporter sur le graphe au dos l'évolution du pH mesuré en fonction de c dans le cas de l'acide éthanoïque.
Comparer au graphe pH = f(c) relatif à l'acide chlorhydrique.
L’acide éthanoïque :
CH3-COOH est un acide de Brönsted , c’est à dire une espèce capable de céder un H+.
CH3-CO
La réaction avec l’eau s’écrit : CH3COOH + H2O -----> H3O+ + CH3COO-OH
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cas de l'acide éthanoïque |
cas de l'acide chlorhydrique |
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Concentration c de la solution |
-log c (calculé) |
pH mesuré |
[H3O+] calculé |
a = [H3O+]/c |
pH théorique pour un acide fort |
a = [H3O+]/c théorique pour un acide fort |
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c = concentration en acide éthanoïque introduit |
[H3O+] = 10-pH |
[H3O+] c |
pH =-log c |
c = [H3O+] a = 1 |
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5.10-2 mol.L-1 |
1,3 |
3 |
10-3 mol.L-1 |
0,02 |
1,3 |
1 |
|
|
5.10-3 mol.L-1 |
2,3 |
3,6 |
2,5.10-3mol.L-1 |
0,05 |
2,3 |
1 |
|
|
2,5.10-3 mol.L-1 |
2,6 |
3,7 |
2.10-4 mol.L-1 |
0,08 |
2,6 |
1 |
|
|
5.10-4 mol.L-1 |
3,3 |
4 |
10-4 mol.L-1 |
0,2 |
3,3 |
1 |
|
|
2,5.10-4 mol.L-1 |
3,6 |
4,2 |
6,3.10-5mol.L-1 |
0,25 |
3,6 |
1 |
|
|
5.10-5 mol.L-1 |
4,3 |
4,6 |
2,5.10-5mol.L-1 |
0,5 |
4,3 |
1 |
|
|
2,5.10-5 mol.L-1 |
4,6 |
4,7 |
2.10-5 mol.L-1 |
0,8 |
4,6 |
1 |
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donnée c |
calcul -logc |
mesure |
calcul 10-pH |
calcul 10-pH/ c |
acide fort pH= - log c ; a = 1 |
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cas de l’acide chlorhydrique |
cas de l’acide éthanoïque |
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La réaction avec l'eau est totale: HCl + H2O simple flèche H3O+ + Cl- |
La réaction avec l'eau n'est pas totale: CH3COOH + H2O double flèche H3O+ + CH3COO- |
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Si ca représente la concentration de l'acide pH = - logca |
Si ca représente la concentration de l'acide pH > - logca |
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Le coefficient le dissociation a a = [H3O+]/ca = 1 |
Le coefficient le dissociation a a = [H3O+]/ca < 1 a augmente quand ca diminue |