Correction

I- Protocole expérimental.  

1)- Préparation des trois solutions d’acide formique à partir de la solution mère S de concentrations C = 0,10 mol / L.

Préparer 100,0 mL des trois solutions suivantes, à partir de la solution mère :

-  S ₁ de concentration C ₁ = 1,0 x 10 ^{– 2} mol / L.

-  S ₂ de concentration C ₂ = 2,5 x 10 ^{– 2} mol / L.

-  S ₃ de concentration C ₃ = 5,0 x 10 ^{– 2} mol / L.

2)- Mesure de la conductance G de la solution étalon.

Schématiser et effectuer le montage du conductimètre :

Verser environ 80 mL de la solution étalon S ₀ d’acide chlorhydrique  de concentration C₀ = 1,0 x 10 ^{– 2} mol / L dans un bécher.

-  Régler le G.B.F. sur courant alternatif sinusoïdal, fréquence f = 500 Hz et la valeur de la tension sur  U = 1,00 V.

-  Plonger la cellule conductimétrique dans la solution. Faire les réglages nécessaires et attendre que le système soit stable. Effectuer la mesure.

3)- Mesure de la conductance des trois solutions.

Pour rincer la cellule, la tremper dans un bécher annexe contenant un peu de solution S₃.

-  Plonger ensuite la cellule dans un autre bécher contenant la solution S₃ et procéder comme pour la solution étalon.

Recommencer ces opérations avec les solutions S₂ et S₁.

4)- Mesures : présenter les différentes mesures sous forme de tableau.

II- Exploitation des résultats.  

1)- Étude de la solution étalon.

Écrire l’équation de la réaction entre le chlorure d’hydrogène et l’eau.

-  Donner la relation liant la conductance G₀, la conductivité de la solution σ₀ et les caractéristiques de la cellule.

-  exprimer σ₀ en fonction des conductivités molaires ioniques et des concentrations des ions qu’elle contient.

-  Sachant que la réaction entre le chlorure d’hydrogène et l’eau est totale, simplifier cette expression. On note :

-  k₀ = (λ (H₃O ⁺) + λ (Cl ^–)) =>  k₀ ≈ 42,61 x 10 ^{– 3} S. m ² .mol ^{– 1}  

-  remplacer σ₀ par l’expression trouvée précédemment dans celle de la conductance

-  Montrer que : (a).

2)- étude de la solution S ₁ d’acide formique.

Écrire l’équation de la réaction entre l’acide formique (HCOOH) et l’eau.

-  Donner la relation liant la conductance G₁, la conductivité de la solution σ₁ et les caractéristiques de la cellule.

-  exprimer σ₁ en fonction des conductivités molaires ioniques et des concentrations des ions qu’elle contient.

-  simplifier cette expression en exprimant les concentrations en ions oxonium et en ions méthanoate

-  en fonction du taux d’avancement de la réaction et de la concentration C₁ de la solution. On note

-  k ₁ = (λ (H ₃ O ⁺) + λ (HCOO ^–))  =>  k ₁ ≈ 40,44 x 10 ^{– 3} S. m ² .mol ^{– 1}  

-  remplacer s ₁ par l’expression trouvée précédemment dans celle de la conductance

-  Montrer que  (b)

3)- Taux d’avancement de la réaction entre l’acide formique et l’eau.

Déterminer l’expression du rapport :

-  Donner la relation permettant de calculer le taux d’avancement τ de la réaction. Montrer que :

-  .

 4)- Calcul du taux d’avancement de la réaction.

Calculer le taux d’avancement de la réaction entre l’acide formique et l’eau pour les solutions S₁, S₂ et S₃.

-  Présenter les résultats sous forme de tableau. Comparer et conclure.

 5)- Quotient de la réaction entre l’acide formique et l’eau.

Donner l’expression du quotient de réaction.

-  Donner l’expression du quotient de réaction à l’équilibre. Exprimer Q _r,eq en fonction de τ et de la concentration de l’acide. Montrer que :

-  pour la solution S ₁.

-  Calculer Q _r,eq pour les solutions S ₁, S ₂ et S ₃. Présenter les résultats sous forme de tableau. Comparer et conclure.