TS www.pichegru.net 2015 TP C1.1 : Force de acides Compétence(s) Mesurer un pH Pour une concentration donnée, certains acides sont plus dangereux que d’autres. On dit que certains acides sont des acides forts, et d’autres sont des acides faibles. II. L’acide éthanoïque Travail demandé L’acide éthanoïque a pour formule CH3CO2H. Il réagit avec l’eau, qui joue le rôle de base. Problématique Qu’est ce qui différencie un acide fort d’un acide faible ? • Mesurer le pH d’une solution d’acide éthanoïque à 1,0·10-2 mol·L-1. • Diluer la solution précédente 10 fois (c’est-à-dire, en divisant sa concentration par 10) et mesurer son pH. Conseils et explications Manipulation des acides Questions Les acides que vous allez utiliser dans ce TP ne sont pas très concentrés. Si vous recevez une goutte d’acide sur votre peau, rincez-vous immédiatement la zone touchée à l’eau. Les yeux sont plus sensibles : le port de lunette de protection est obligatoire. 6. Écrire l’équation de la réaction acido-basique entre l’acide éthanoïque et l’eau. Étalonnage du pH-mètre 7. Mettez en commun le résultat des n mesures de tous les groupes. CH3–CO2H + H2O → CH3–CO2– + H3O+ _______________________ Avant une série de mesure, il faut étalonner le pH-mètre. c = 1,0·10-2 mol·L-1 : 3,0 ; 2,96 ; 2,73 ; 2,95 ; 2,6 ; 2,70 _____________ • Introduire la sonde rincée et égouttée dans la solution de pH 7 et ajuster le pH lu à cette valeur ( ). c = 1,0·10-3 mol·L-1 : 3,23 ; 3,56 ; 2,95 ; 2,99 ; 3,01 ; 2,73 ___________ 8. Écrire la valeur de la mesure du pH sous la forme pHmoyen ± ∆pH • Faire de même pour la solution tampon de pH 4 ( ). c = 1,0·10-2 mol·L-1 : σ = 0,15 ; pH = 2,8 ± 0,1 ____________________ I. L’acide chlorhydrique c = 1,0·10-3 mol·L-1 : σ = 0,26 ; pH = 3,1 ± 0,2 ___________________ 9. Calculer dans les deux cas la concentration en ions H3O+ Travail demandé c = 10 mmol·L-1 : [H3O+] = 1,6 mmol·L-1 ________________________ L’acide chlorhydrique est une solution de chlorure d’hydrogène HCl. Le chlorure d’hydrogène, qui est un acide, réagit avec l’eau, qui joue ici le rôle de base. c = 1,0 mmol·L-1 : [H3O+] = 0,8 mmol·L-1________________________ 10. Comparer ces valeurs avec celles trouvées dans le cas de l’acide chlorhydrique. Que constate-t-on ? • Mesurer le pH d’une solution de chlorure d’hydrogène à 1,0·10-2 mol·L-1. • Diluer la solution précédente 10 fois (c’est-à-dire, diviser sa concentration par 10) et mesurer son pH. L’acide chlorhydrique réagit entièrement avec l’eau, contrairement à l’acide éthanoïque. C’est du moins ce qu’on aurait dû constater plus clairement avec des sonde à pH plus fiables. ________________ Questions L’effet de la dilution sur le pH de l’acide chlorhydrique (acide fort) est plus important que sur l’acide éthanoïque (acide faible). _______ 1. Écrire l’équation de la réaction acido-basique entre le chlorure d’hydrogène et l’eau. HCl + H2O → Cl– + H3O+ ___________________________________ 2. Mettez en commun le résultat des n mesures de tous les groupes. c = 1,0·10-2 mol·L-1 : 2,10 ; 1,95 ; 2,39 ; 2,30 ; 2,18 ; 1,96 ___________ c = 1,0·10-3 mol·L-1 : 2,75 ; 2,89 ; 3,02 ; 2,78 ; 2,80 ; 2,64 ___________ 3. Déterminer l’écart-type σ et la moyenne de ces 2 séries de mesures (avec Excel) c = 1,0·10-2 mol·L-1 : pHmoy = 2,15 ; σ = 0,16 _____________________ c = 1,0·10-3 mol·L-1 : pHmoy = 2,81 ; σ = 0,12 _____________________ On considère que la valeur réelle a 95% de chance d’être comprise entre pHmoyen + ∆pH et pHmoyen – ∆pH, pour n valeurs : 2σ . ∆pH = n 4. Calculer ∆pH est écrire les deux résultats sous la forme pHmoyen ± ∆pH c = 1,0·10-2 mol·L-1 : pH= 2,1 ± 0,1_____________________________ c = 1,0·10-3 mol·L-1 : pH= 2,8 ± 0,1_____________________________ 5. On rappelle que pH = – log [H3O+] et [H3O+] = 10–pH. Calculer dans les deux cas la concentration en ions H3O+ c = 10 mmol·L-1 : [H3O+] = 8 mmol·L-1 _________________________ c = 1,0 mmol·L-1 : [H3O+] = 1,6 mmol·L-1 (Absurde ! pH-mètres fatigués) _________________________________________________ 1
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