Correction -TP - Détermination de constantes de réaction par conductimétrie

III ) Exploitation :

Résultats des mesures :

Calibre adapté : 2 mS.cm^-1  

Tableau d’avancement de la réaction d’un acide carboxylique R-COOH avec l’eau.

Equation chimique		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

x_max = 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 - x_f = 0 et x_f = x_max = n(HA)₀

t = x_éq / x_max = n(H₃O⁺ )_éq / n(HA)₀   ;   t = [H₃O⁺ ]_éq / c

Constante de réaction K :   K = Qr_éq = [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.

IV ) Exercice :

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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