TP Chimie  N° 06

Suivi pH-métrique d'une réaction acido-basique.  Enoncé. Correction

 

Programme 2012 : Physique et Chimie Programme 2020 : Physique et Chimie

 

I - Réaction entre l'acide chlorhydrique et la soude. 1)- Étude qualitative. 2)- Dispositif expérimental. 3)- Manipulation. 4)- Mesures. 5)- Étude des courbes obtenues. 6)- Étude de l'équivalence. II - Réaction entre l'acide éthanoïque et la soude. 1)- Étude qualitative. 2)- Dispositif expérimental. 3)- Manipulation. 4)- Mesures. 5)- Étude des courbes obtenues. 6)- Étude de l'équivalence.

Cours :

Chap N° 01 Transformations acido-basiques

Chap N° 13 Réaction chimique par échange de proton

Chimie N° 05 Réactions acido-basiques

Chimie N° 06 Dosages acido-basiques

Chap N° 02 Réaction entre un acide fort et une base forte

Matériel :

burette graduée 25 mL - pipette jaugée de 10 mL  - pH-mètre – solutions tampons ( 7 et 4) - béchers et erlenmeyers -  agitateur magnétique - eau distillée, solution d’acide chlorhydrique 0,10 mol / L, soude 0,10 mol / L et acide éthanoïque 0,10 mol / L

 

But	tracer et analyser les courbes de variation du pH lors de réactions acide-base.

I- Réaction entre l’acide chlorhydrique et la soude (rangée 1).

1)- Étude qualitative.

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

Quelles sont les espèces présentes dans la solution d’acide chlorhydrique ?

  La soude est une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.

-  L’hydroxyde de sodium est un composé ionique (solide blanc) qui réagit totalement avec l’eau.

-  On donne l’équation simplifiée :

	H2O
NaOH (s)	→	Na+ (aq)  +  HO –  (aq)

-  Il découle de ceci que l’espèce NaOH n’existe pas en solution aqueuse.

-  L’ion sodium Na ⁺  ne réagit pas avec l’eau.  Il n’a pas de propriété acide. 

-  On dit que l’ion sodium Na ⁺  est un ion indifférent, il est spectateur.

2)- Dispositif expérimental.  Faire un schéma légendé du dispositif expérimental

3)- Manipulation.

Étalonner le pH-mètre.

-  Mettre la solution de soude dans la burette graduée (repère 0).

-  Verser dans un bécher un certain volume de la solution d'acide chlorhydrique.

-  En prélever un volume V_A = 10 mL de la solution à l'aide de la pipette jaugée (10 mL) et les verser dans un autre bécher ou un erlenmeyer.

-  Ajouter environ 10 mL d'eau distillée pour que la sonde du pH-mètre soit totalement immergée.

-  Ajouter quelques gouttes d’un indicateur coloré (B.B.T, phénolphtaléine ou hélianthine).

-  Placer le barreau aimanté et maintenir une agitation douce.

4)- Mesures.

Verser progressivement la solution de soude dans la solution d'acide et relever la valeur du pH après chaque ajout.

-  Adapter les volumes V_B versés aux variations de pH

-  Placer les résultats dans un tableau du type ci-dessous.

-  Il est conseillé de prendre une feuille de brouillon.

 

VB mL

pH

5)- étude des courbes obtenues.

Tracer le graphe pH = f (V_B) sur papier millimétré pour les deux acides étudiés.

-  Commenter les courbes obtenues. Montrer que l’on peut décomposer chaque graphe en trois parties distinctes.

-  Donner les caractéristiques de chaque partie et justifier l’aspect de chaque partie en indiquant quel est le réactif en excès et le réactif limitant.

6)- Étude de l’équivalence.

a)- Équation de la réaction.

Écrire l’équation de la réaction entre l’acide chlorhydrique et la soude.

-  Calculer la constante d’équilibre de cette réaction. Cette réaction convient-elle pour un dosage ? Justifier.

b)- Tableau d’avancement de la réaction : dresser le tableau d’avancement de la réaction.

c)- Volume de soude versée à l’équivalence :

-  Définir l’équivalence et calculer le volume V_BE de soude versée à l’équivalence.

-  Que se passe-t-il lorsque le volume de soude versée est égal à V_BE sur le graphe ?

d)-   Détermination graphique du point d’équivalence E :

-  Le point d’équivalence est le point d’inflexion de la courbe pH = f (V_B).

-  On utilise la méthode des tangentes ou la fonction dérivée .

e)- Valeur du pH à l’équivalence : donner la valeur du pH à l’équivalence pH_E à l’aide du graphe.

II- Réaction entre l’acide éthanoïque et la soude (rangée 2).

1)- Étude qualitative.

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

Quelles sont les espèces présentes dans la solution d’acide éthanoïque sachant que le pK_A = 4,8 ?

 La soude est une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.

-  L’hydroxyde de sodium est un composé ionique (solide blanc) qui réagit totalement avec l’eau.

-  On donne l’équation simplifiée :

-  Il découle de ceci que l’espèce NaOH n’existe pas en solution aqueuse.

-  L’ion sodium Na⁺  ne réagit pas avec l’eau.  

-  Il n’a pas de propriété acide. On dit que l’ion sodium Na⁺  est un ion indifférent, il est spectateur.

2)- Dispositif expérimental.  Faire un schéma légendé du dispositif expérimental

3)- Manipulation.

Étalonner le pH-mètre.

-  Mettre la solution de soude dans la burette graduée (repère 0).

-  Verser dans un bécher un certain volume de la solution d'acide éthanoïque.

-  En prélever un volume V_A = 10 mL de la solution à l'aide de la pipette jaugée (10 mL) et les verser dans un autre bécher ou un erlenmeyer.

-  Ajouter environ 10 mL d'eau distillée pour que la sonde du pH-mètre soit totalement immergée.

-  Ajouter quelques gouttes d’un indicateur coloré (B.B.T, phénolphtaléine ou hélianthine).

-  Placer le barreau aimanté et maintenir une agitation douce.

4)- Mesures.

Verser progressivement la solution de soude dans la solution d'acide et relever la valeur du pH après chaque ajout.

-  Adapter les volumes V_B versés aux variations de pH.

-  Placer les résultats dans un tableau du type ci-dessous.

-  Il est conseillé de prendre une feuille de brouillon.

5)- étude des courbes obtenues.

Tracer le graphe pH = f (V_B) sur papier millimétré pour les deux acides étudiés.

-  Commenter les courbes obtenues. Montrer que l’on peut décomposer chaque graphe en trois parties distinctes.

-  Donner les caractéristiques de chaque partie et justifier l’aspect de chaque partie en indiquant quel est le réactif en excès et le réactif limitant.

6)- Étude de l’équivalence.

a)- Équation de la réaction entre l’acide éthanoïque et la soude.

Écrire l’équation de la réaction entre l’acide éthanoïque et la soude.

-  Calculer la constante d’équilibre de cette réaction. Cette réaction convient-elle pour un dosage ? Justifier.

b)- Tableau d’avancement de la réaction : dresser le tableau d’avancement de la réaction.

c)- Volume de soude versée à l’équivalence :

-  Définir l’équivalence et calculer le volume V_BE de soude versée à l’équivalence.

-  Que se passe-t-il lorsque le volume de soude versée est égal à V_BE sur le graphe ?

d)-   Détermination graphique du point d’équivalence E :

-  Le point d’équivalence est le point d’inflexion de la courbe pH = f (V_B).

-  On utilise la méthode des tangentes ou la fonction dérivée .   

e)- Valeur du pH à l’équivalence :

-  Donner la valeur du pH à l’équivalence pH_E à l’aide du graphe.