On prépare une solution d’acide benzoïque en dissolvant une masse m = 1,22 g d’acide benzoïque (solide blanc) dans de l’eau distillée.

On obtient un volume V = 2,00 L de solution.

1.1.  Déterminer la valeur de la concentration molaire C de la solution d’acide benzoïque obtenue.

- Valeur de la concentration molaire C de la solution d’acide benzoïque obtenue

- 

1.2.  Écrire l’équation de la réaction entre l’acide benzoïque et l’eau.

- Equation de la réaction entre l’acide benzoïque et l’eau

1.3.  dresser le tableau d’avancement de la réaction.Tableau d’avancement de la réaction

1.4.  Calculer la valeur de l’avancement maximal x _max de la réaction.

- Avancement maximal :

- L’eau étant en large excès, l’acide benzoïque est le réactif limitant :

- n – x_max  = 0

- n = x_max  

- x_max  = 1,22 / 122  

-  x_max  = 1,00 × 10^{– 2}  mol

1.5. Calculer la valeur de l’avancement final x_f de la réaction.

- Valeur de l’avancement final x_f de la réaction.

- Le tableau d’avancement de la réaction permet d’écrire :

- 

1.6. Calculer le taux d’avancement final τ de la réaction.

- Taux d’avancement final τ de la réaction.

- 

1.7. Donner l’expression du quotient de réaction de la transformation chimique à l’équilibre.

- Expression du quotient de réaction à l’équilibre :

- (1)

1.8. Déterminer une expression de K, constante d’équilibre de la réaction,

ne faisant intervenir que la concentration molaire C de la solution d’acide benzoïque

et le taux d’avancement final τ de la réaction.

- Expression de K, constante d’équilibre de la réaction :

-  (2)

-  (3)

- En combinant (2) et (3) :

-  (4)

- En combinant (1), (2) et (4) :

-  (5)

1.9. En déduire la valeur de la constante d’équilibre K de la réaction.

- Constante d’équilibre K de la réaction.

- 

Un volume V = 50,0 mL d’une solution aqueuse a été obtenue en apportant

une quantité de matière n₁ = 2,50 mmol d’acide méthanoïque HCOOH (aq) et

une quantité de matière n₂ = 5,00 mmol d’éthanoate de sodium

{Na⁺(aq) + CH₃COO ^– (aq) }.

Dans l’état d’équilibre (état final), à 25 ° C, la conductivité de la solution vaut σ = 0,973 S.m ^{– 1}

2.1. écrire l’équation de la réaction chimique qui se produit.

2.2.  Exprimer la conductivité σ de la solution en fonction de l’avancement final x_f (dans l’état d’équilibre).

- Expression de σ :

-  (1)

- D’après le tableau d’avancement : 

- 

- D’autre part :

-  (4)

- On tire :

- 

2.3.  En déduire la valeur de l’avancement final x_f (dans l’état d’équilibre).

- Valeur de l’avancement final x_f  (dans l’état d’équilibre).

- De la relation (5) on tire :

- 

- On peut faire l’application numérique (attention aux unités) :

- 

2.4. Déterminer, à l’état d’équilibre, les valeurs des concentrations des espèces chimiques participant à la réaction.

- Valeurs des concentrations des espèces chimiques participant à la réaction :

- 

- 

- 

2.5. Déterminer la valeur de la constante d’équilibre K de la réaction chimique.

-