Corrigé 2002 : Dosage de l’acide méthanoique

 

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 2.1. Equation bilan de la réaction entre les deux solutions :

HCO_{2}H+OH^{-}\rightarrow HCO_{2}^{-}+H_{2}O

constante de réaction Kr : Kr=\frac{[HCO_{2}^{-}]\ast \lbrack H_{2}O]}{HCO_{2}H}

H_{2}COH+H_{2}O\leftrightarrows HCO_{2}^{-}

K_{1}=\frac{[HCO_{2}^{-}]\ast \lbrack H_{3}O^{+}]}{[HCO_{2}H]\ast \lbrack H_{2}O]}

2H_{2}O\leftrightarrows H3O^{+}+OH^{-}

K_{2}=\frac{[H_{3}O^{+}]\ast \left[OH^{-}]}{[H_{2}O]}

\frac{K_{1}}{K_{2}}=\frac{\frac{\left[HCO_{2}^{-}\righ]\times \left[ H_{3}O^{+}\right]}{\left[HCO_{2}H\right]\times\leftH_{2}O\righ]}}{\frac{\left[H_{3}O^{+}\righ]\times \left[OH^{-}\righ]}{\left[H_{2}O\righ]}}=\frac{\left[HCO^{-}\right]\times \left[H_{2}O\right]}{HCO_{2}H}=K_{r}



K_{r}=10^{10,3}   

 

La constante étant extrêmement grande alors la réaction est totale.

2.2.

2.2.1. Concentration Ca de la solution d'acide méthanoïque :

C_{a}V_{a}=C_{b}V_{bE}\Longrightarrow C_{a}=\frac{C_{b}V_{bE}}{V_{a}}\Longrightarrow C_{a}=0,1mol/L

2.2.2. A l'équivalence le mélange est basique car le pH > 7.

2.3.

2.3.1. La zone de virage d'un indicateur coloré est la zone de pH où l'indicateur coloré prend une couleur intermédiaire entre la couleur acide et la couleur basique.

2.3.2. L'indicateur le plus approprié pour repérer le point équivalent est la phénol phtaléine car le pH_{E} à l'équivalence se situe dans sa zone de virage.

2.4.

2.4.1. Concentrations des espèces chimiques dans la solution initiale de l'acide méthanoïque de pH = 2,4

[H_{3}O^{+}]=10^{-2,4}=3,98.10^{-3}mol/L

[OH^{-}]=\frac{10^{-14}}{[H_{3}O^{+}]}=2,51.10^{-12}mol/L

[HCOO^{-}]\simeq \lbrack H_{3}O^{+}]=3,98.10^{-3}mol/L

[HCOOH]=C_{a}-[H_{3}O^{+}]=3,98.10^{-3}mol/L

2.4.2. Valeur du pKa du couple :

pKa=-\log \frac{[HCO_{2}^{-}]\ast \lbrack H_{3}O^{+}]}{[HCOOH]}=3,78

2.5. pH et nature du mélange à l'addition de Vb = 5 ml :

Vb = 5 ml correspond à la demi-\équivalence, ainsi pH = pKa = 3,78 ;

le mélange correspond à une solution tampon. Une telle solution a un pH qui varie peu, à l'addition d'une petite quantité d'un acide fort dans une base forte, ou lors d'une dilution modérée.

2.6. Ebauche de la courbe.






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