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.
©Sciences Mont Blanc