Correction -TP - Détermination de constantes de réaction par conductimétrie
Résultats des mesures :
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S0 |
S1 |
S2 |
S3 |
s (S.m-1) |
0,019 |
0,061 |
0,0054 |
0,0014 |
Calibre adapté : 2 mS.cm-1
Tableau d’avancement de la réaction d’un acide carboxylique R-COOH avec l’eau.
Equation chimique |
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HA(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + A-(aq) |
|||
Etat du système |
Avancement |
Quantité |
|||
Etat initial |
0 |
n(HA)0 |
excès |
0 |
0 |
En cours |
x |
n(HA)0- x |
excès |
x |
x |
Etat final |
xéq |
n(HA)0 - xéq |
excès |
xéq |
xéq |
xmax = 0,05 mol
Concentrations des espèces présentes en solution :
s = l(H3O+).[H3O+ ]éq + l(A-).[A-]éq . Or [H3O+]éq = [A-] d'après l'équation.
s = (l(H3O+) + l(A-)).[H3O+ ]éq Þ [H3O+ ]éq = s / (l(H3O+) + l(A-))
La conservation de la matière permet d'écrire : n(HA)0 = n(HA)éq + n(A-)éq
n(HA)éq = n(HA)0 - n(A-)éq = n(HA)0 - n(H3O+)éq Þ [HA]éq = c - [H3O+]éq
Taux d'avancement de la réaction à l'équilibre t :
Si la réaction était totale, on aurait : n(HA)0 - xf = 0 et xf = xmax = n(HA)0
t = xéq / xmax = n(H3O+ )éq / n(HA)0 ; t = [H3O+ ]éq / c
Constante de réaction K : K = Qréq = [A-]éq.[H3O+]éq / [HA]éq = [H3O+ ]éq2 / (c - [H3O+]éq )
[H3O+]éq 1=s1/(l(H3O+)+l(CH3COO-)) =0,019/((35,0+4,09).10-3)=0,49 mol.m-3=4,9.10-4 molL-1
Attention aux unités !!!
La réaction la plus avancée est celle dont le t est le plus grand, c'est à dire la solution S2
Si on compare S1 ,S2 et S3 , on constate que plus la dilution est grande, plus t est élevé.
Ceci peut être généralisé à toutes les solutions.
Schéma du montage :
La fréquence de la tension appliquée à l’aide du GBF est sinusoïdale de fréquence 500Hz.
On peut considérer la solution comme un conducteur de résistance R U = R x I
U = I / G Þ G = I / U . s = k x G et k = L / S (en m-1)
k = s x U / I = 0,141 x 1,00 / 0,00262 = 53,8 m-1 . S signifie Siemens unité de conductance.
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