Corrigé 2018 :

 

1.1.1 Concentration de la solution S_S

Equivalence

 

n_{OH^-}=n_{H_2O^+}\Rightarrow C_sV_s=C_aV_a\Rightarrow C_s =\frac{C_aV_a}{V_s}\; or \; C_a=10^{-pH}\Rightarrow C_s=\frac{10^{-pH_{V_s}}}{V_s}

C_s=\frac{10^{-2}.500}{50}=0,1\;mol.L^{-1}

 

1.1.2.1 Calcul de la concentration C_o :

 

C_o=\frac{n}{v}\;or\;n=\frac{m_{pure}}{M}\;et\;m_{pure}=\frac{\%\times m_{solution}}{100}\Rightarrow n=\frac{\%\times m_{solution}}{100M}=

 

\frac{\%\times \rho\times V}{100M}\Rightarrow C_0=\frac{\%\times p\times V}{100M V}

 


\Rightarrow or\; p = d.p_{eau}\Rightarrow C_o=\frac{\%\times d.\rho_{eau}\times V}{100MV}=\frac{\%\times d.1000\times V}{1000MV}=\frac{\%\times d.10}{M}

 

C_0=\frac{10\times\%\times d}{M}

 

C_o=\frac{10\times 8\times 1,25}{40}=2,5\;mol.L^{-1}\quad\quad C_o=2,5 mol.L^{-1}

 

1.1.2.2 Description de la préparation de S_s :

 

Il s’agit d’une dilution ;il y a donc conservation de la quantité de matière d'hydroxyde de sodium

 

C_oV_o=C_sV_s\Rightarrow V_o=\frac{C_sV_s}{C_o}=\frac{0,1\times 50}{2,5}=2\,mL.

 

Prélever à l’aide d’une pipette graduée un volume V_o= 2 mL de la solution commerciale S_o. Ensuite verser ce volume dans une fiole jaugée de 50 mL (contenant un peu d’eau distillée ) puis ajouter de l’eau jusqu’au deux tiers et homogénéiser . Enfin compléter avec de l’eau jusqu’au trait de jauge.

 

1.2.1 Equation-bilan: C_6H_5COO^-\quad + \quad H_3O^+\rightleftarrows C_6H_5COOH\quad + \quad H_2O

 

Constant de réaction : k=\frac{[C_6H_5COOH]}{[C_2H_5COO^-]\times[H_3O^+]}=\frac{1}{k_a}=10^{pka}=10^{4,2}=1,58.10^4

 

1.2.2 La constant de réaction 1,58.10^4\;>\;10^3 la réaction est quasi-totale par conséquent les élèves peuvent l’utiliser comme antiacide.

 

1.2.3.1 Calcul du volume V_a :

 

On a [C_6H_5COOH]\quad = \quad[C_2H_5COO^-] c’est la demi-équivalence et pour ce faire on doit avoir

 

n_{H_2o^+}=\frac{n_{basse faible}}{2}

 

\Rightarrow n_{H_2o^+}=\frac{C_BV_B}{2} or monoacide fort n_{H_2o^+}=C_Av_A\Rightarrow C_AV_A=\frac{C_Bv_B}{2}\Rightarrow V_A=\frac{C_BV_B}{2C_A}

 

or C_B=\frac{m}{M\times V_B}\Rightarrow V_A=\frac{mV_B}{2M\times C_A\times V_B}\Rightarrow V_A\frac{m}{2M\times C_A}\quad V_A=\frac{0,072}{2\times144\times0,01}=

 

0,025\;L\quad V_A=0,025\;L=25mL

 

 

1.2.3.2 Le pH de la solution S :

 

pH=pk_a=4,2Justification :

 

pH=pk_a+log\left\[\frac{[C_2H_5COO^-]}{[C_6H_5COOH]}\right\]\or\quad[C_6H_5COOH]=[C_2H_5COO^-]\Rightarrow pH=pk_a

 

Propriétés : la solution S est une solution tampon. Son pH varie très peu lors d’un ajout modéré d’un acide ou d’une base ou lors d’une dilution modérée avec de l’eau.

 

 

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