Correction Sujet Bac –Ministère – ( 5 points) Calculatrice autorisée

Détermination d'une constante d'acidité par conductimétrie

 

G = k.s  avec k = 2,5.10-3 m

V0 = 100 mL , S0 Solution d'acide acétique, c0 = 1,00.10-3 mol.L-1   ;  G = 11,5 mS

1)     a) Si la concentration c0 est modifiée, les concentrations [H3O+] et [CH3CO2-] sont modifiées, or s en dépend, G est donc modifiée.
b) Si on modifie le volume V0 , la concentration c0 ne change pas, les concentrations [H3O+] et [CH3CO2-]  ne sont pas modifiées, G n'est pas donc modifiée.
c) Si on modifie la température, les conductivités molaires ioniques sont modifiées, G est donc modifiée.

2)     CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3CO2-(aq) + H3O+(aq)

3)     Qr, éq = [CH3CO2-]éq.[H3O+]éq / [CH3CO2H]éq

Equation chimique

 

CH3COOH(aq) +   H2O(l)    = CH3CO2-(aq) +   H3O+(aq)

Etat du système

Avancement

Quantité de

matière

En mol

 

Etat initial

0

c0.V0

excès

0

0

En cours de transformation

x

c0.V0 - x

excès

x

x

Etat final

xf

c0.V0 - xf

excès

xf

xf

    [H3O+]éq = [CH3CO2-]éq = xf / V0  ;  [CH3CO2H]éq = ( c0.V0 – xf ) / V0
    Qr, éq = [ xf / V0 ]2 / [( c0.V0 – xf ) / V0] = xf2 / [V0.( c0.V0 – xf )]

4)     G = k.(l.[H3O+]éq+l'.[CH3CO2-]éq) = k.(l.xf / V0+l'.xf / V0) = k.(l+l').xf / V0   ( V0 en m3 )
xf = G.V0 / [k.(l+l')] = 11,5.10-6 .100.10-6 / [2,5.10-3 x (3,5.10-2 + 4,1.10-3)] = 1,18.10-5 mol

5)     Calcul de xmax : L'eau est en excès , le réactif limitant est donc CH3CO2H , n(CH3CO2-)f = 0
0 = c0.V0 – xmax   Þ xmax = c0.V0 = 1,00.10-3 x 100.10-3 = 1,00.10-4 mol
t = xf / xmax = 1,18.10-5 / 1,00.10-4 = 0,118 = 11,8 %.
La transformation ne peut pas être considéré comme totale.

6)     1. Qr, éq = xf2 / [V0.( c0.V0 – xf )] = (1,18.10-5) 2 / [100.10-3 x ( 1,00.10-4 – 1,18.10-5)] = 1,58.10-5
2. Qr, éq = KA ( car KA est la constante d'équilibre de la réaction entre l'acide et l'eau)
   KA = 1,58.10-5  ;  pKA = - log KA = 4,8
3. La constante d'acidité est indépendante de la composition initiale du mélange.
   La valeur de Qr, éq n'est donc pas modifiée si on dilue la solution.

 

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