Chimie-tp3 Mesure Du Ph De Solutions-corr

Terminale S

TP Mesure du pH de solution d’acide éthanoïque et d’acide méthanoïque

Objectifs : • Mise en œuvre d’un pHmètre • Montrer que le taux final d’avancement d’une réaction dépend de la concentration initiale de la solution • Montrer que le taux final d’avancement d’une réaction dépend de la réaction envisagée Matériels : • pHmètre et solution tampon 7 et 4 • Agitateur magnétique • Burette graduée de 25 mL • Becher de 200 mL et becher poubelle • Papier joseph

• • • •

Fiole jaugée de 100 mL Eau distillée Solution d’acide éthanoïque à 0,1 mol.L-1 Solution d’acide méthanoïque à 0,1 mol.L-1

1. Expériences : 1.1. Dispositif expérimental On réalise le montage suivant : Burette graduée contenant une solution d’acide éthanoïque ou méthanoïque de concentration C = 0,1 mol.L-1 Becher contenant 100 mL d’eau distillée

pHmètre préalablement étalonné

7.00

Agitateur magnétique

1.2. Mesure du pH d’une solution d’acide éthanoïque A l’aide d’un pHmètre préalablement étalonné, mesurer la valeur du pH, pour différents volumes ajoutés de solution d’acide éthanoïque et compléter le tableau ci-dessous : V ajouté en mL Ci en mol.L-1 pH mesuré

1 9,9.10-4 3,74

3 2,9.10-3 3,52

5 4,8.10-3 3,41

7 6,5.10-3 3,35

10 9,1.10-3 3,30

1.3. Mesure du pH d’une solution d’acide méthanoïque A l’aide d’un pHmètre préalablement étalonné, mesurer la valeur du pH, pour différents volumes ajoutés de solution d’acide méthanoïque et compléter le tableau ci-dessous : V ajouté en mL Ci en mol.L-1 pH mesuré

1 9,9.10-4 3,38

3 2,9.10-3 3,16

5 4,8.10-3 3,02

7 6,5.10-3 2,95

10 9,1.10-3 2,89

2. Exploitation des résultats : 2.1. Réaction de l’acide éthanoïque et l’eau • Ecrire l’équation de la réaction ayant eu lieu : CH3CO2H(aq) + H2O = CH3COO-(aq) + H3O+(aq) • Montrer qu’il s’agit d’une réaction acide base : Il y a transfert de proton de l’acide CH3CO2H(aq) appartenant au couple CH3CO2H(aq) / CH3CO2-(aq) vers la base H2O appartenant au couple H3O+(aq) / H2O TP_Mesure_du_pH_de_solution_Profs_.doc sur 2

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Terminale S •

TP

Pour chaque mesure effectuée, calculer, à l’aide d’un tableau d’avancement : xmax CH3CO2H(aq)

Equation

•

+

H2O =

CH3COO-(aq) +

H3O+(aq)

Quantité de matière dans l’état initial (mol)

1,0.10-4



0

0

Quantité de matière au cours de la transformation (mol)

1,0.10-4 - x



x

x

Quantité de matière attendue dans l’état final (mol)

1,0.10-4 - xmax = 0



xmax = 1,0.10-4

xmax = 1,0.10-4

Calculer xfinal ; Ci en mol.L-1 9,9.10-4 2,9.10-3 4,8.10-3 6,5.10-3 9,1.10-3

τ et compléter le tableau suivant : xmax en mol 1,0.10-4 3,0.10-4 5,0.10-4 7,0.10-4 10,0.10-4

pHmesuré 3,74 3,52 3,40 3,35 3,30

xfinal en mol 1,8.10-5 3,1.10-5 4,2.10-5 4,8.10-5 5,5.10-5

τ % 18 10 8 7 6

τ = Avec xmax = 0,1 x Vajouté et xfinal = 10- pH mesuré x Vtotal puis • Conclure : τ diminue quand la concentration augmente : τ dépend de l’état initial 2.2. Réaction de l’acide méthanoïque et l’eau • Ecrire l’équation de la réaction ayant eu lieu : HCO2H(aq) + H2O = HCOO-(aq) + H3O+(aq) • Montrer qu’il s’agit d’une réaction acide base : Il y a transfert de proton de l’acide HCO2H(aq) appartenant au couple HCO2H(aq) / HCO2-(aq) vers la base H2O appartenant au couple H3O+(aq) / H2O • Pour chaque mesure effectuée, calculer : xmax ; xfinal ; τ • Compléter alors le tableau suivant : Ci en mol.L-1 9,9.10-4 2,9.10-3 4,8.10-3 6,5.10-3 9,1.10-3 •

xmax en mol 1,0.10-4 3,0.10-4 5,0.10-4 7,0.10-4 10,0.10-4

pHmesuré 3,38 3,16 3,02 2,95 2,89

xfinal en mol 4,2.10-5 7,1.10-5 10,0.10-5 12,0.10-5 14,2.10-5

τ 42 24 20 17 14

Conclure :

τ diminue quand la concentration augmente : τ dépend de l’état initial On peut noter que plus la solution est diluée et plus xfinal tend vers xmax donc transformation totale.

τ tend vers 100% soit 1 comme pour une

2.3. Comparaison des deux réactions • A concentrations égales, que peut-on dire de τ ? Pour une même concentration, τ varie en fonction de la réaction étudiée • Conclure τ dépend de :  De la réaction considérée  De l’état initial

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