I- Le pH-mètre.

1)- Présentation de l’appareil.

2)- étalonnage

II- étude de la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau.

1)- Mise en solution aqueuse de l’acide éthanoïque.

a)- expérience 1 : L’expérience est réalisée par un binôme.

Préparation de la solution mère S.

Mode opératoire :

- Mettre les gants et les lunettes.

-  Prendre une fiole jaugée de 500 mL.

-  La remplir partiellement d’eau distillée.

- verser avec précaution :

- m_a = 3,00 g que l'on pèse avec une balance électronique d’acide éthanoïque pur.

- Compléter avec de l’eau distillée (3 / 4), homogénéiser, puis compléter jusqu’au trait de jauge et mélanger.

- Remarque : chaque groupe prend 50 mL de la solution S.

b)- Expérience 2 :

Préparation de la solution fille S₁.

Indiquer  le matériel nécessaire à la préparation de 100 mL de la solution fille S₁.

-  La solution fille est obtenue en diluant 10 fois la solution mère S.

Préparer la solution fille S₁.

c)- Mesures : mesurer le pH de la solution mère S et de la solution fille S₁.

2)- Exploitation.

Déterminer la valeur de la quantité de matière n _app en soluté apporté lors de la préparation de la solution mère.

-  En déduire les valeurs des concentrations C de la solution mère et C₁ de la solution fille.

- Présenter les résultats sous forme de tableau :

Remarque et conclusion.

3)- Interprétation.

- Couple acide éthanoïque / ion éthanoate : CH₃COOH _(aq) / CH₃COO ^– _(aq)

- Lors de la réaction acido-basique, 

- il y a un transfert de proton de l’acide du couple, CH₃COOH _(aq) / CH₃COO ^– _(aq 

- vers la base du couple H₃O⁺_(aq) / H₂O _(ℓ).

- Équation de la réaction : pour le moment, on utilise la notation suivante :

Dresser le tableau d’avancement de la réaction.

a)-  Étude de la solution mère S.

- A partir de l’expérience 1, déterminer la valeur de l’avancement maximal x_max de la réaction. 

- Remarque : le soluté apporté est l’acide éthanoïque pur.

-  L’eau constituant majoritaire est le solvant. 

- En conséquence, l’eau est en large excès. Le soluté est le réactif limitant de la réaction.

- A partir de la valeur du pH de la solution mère, déterminer la valeur de l’avancement final x_f de la réaction.

- Comparer les valeurs de x_max et x_f. Conclusion : 

- Que peut-on dire de la transformation chimique se produisant entre l’acide éthanoïque pur et l’eau ? 

b)-  Étude de la solution fille S₁. Idem.

III- Étude de la réaction entre le chlorure d’hydrogène et l’eau.

1)- Mise en solution aqueuse du chlorure d’hydrogène.

- On dissout du chlorure d’hydrogène gazeux dans l’eau.

-  On obtient une solution aqueuse appelée acide chlorhydrique. 

- Les solutions sont déjà préparées.

- Solution mère S : C = 1,0 × 10^–1 mol / L.

- Solution fille  S₁ : C₁ = 1,0 × 10^–2 mol / L.

2)- Mesures : mesurer le pH de la solution mère S et de la solution fille S₁.

3)- Interprétation :

-  Présenter les résultats sous forme de tableau :

- Quel renseignement peut-on tirer de la connaissance des concentrations ?

- Écrire l'équation de la réaction entre le chlorure d’hydrogène (gaz) et l’eau.

a)-  Étude de la solution S.

- déterminer la valeur de l’avancement maximal  x_max de la réaction. 

- Remarque : L’eau constituant majoritaire est le solvant.

-  En conséquence, l’eau est en large excès. 

- Le soluté est le réactif limitant de la réaction.

- A partir de la valeur du pH de la solution mère, déterminer la valeur de l’avancement final x_f de la réaction.

- Comparer les valeurs de x_max et x_f. Conclusion : 

- Que peut-on dire de la transformation chimique se produisant entre le chlorure d’hydrogène et l’eau ?

IV- Étude complémentaire : une transformation chimique peut-elle avoir lieu dans les deux sens ?

1)- Réaction entre les ions chlorure et les ions oxonium.

a)- Expérience 3 :

Mode opératoire : verser 40 mL de solution S d’acide chlorhydrique dans un erlenmeyer. 

- Placer la sonde pH-métrique, le barreau aimanté et maintenir l’agitation.

- Attendre que la valeur du pH se stabilise.

-  Noter sa valeur et ajouter délicatement quelques grains de chlorure de sodium.

b)- Observations et interprétation.

2)- Réaction entre les ions éthanoate et les ions oxonium.

a)-  Expérience 4 :

Mode opératoire : verser 40 mL de solution S d’acide éthanoïque dans un erlenmeyer. 

- Placer la sonde pH-métrique, le barreau aimanté et maintenir l’agitation.

- Attendre que la valeur du pH se stabilise.

-  Noter sa valeur et ajouter délicatement quelques grains d’éthanoate de sodium.

b)-  Observations et interprétation.

V- Conclusions générales.

-  Remarque :

-  Les ions sodium Na⁺ ne participent pas aux réactions mises en jeu dans les différentes manipulations.

-  Ce sont des ions spectateurs.