Un élève désire montrer expérimentalement que le couple acide méthanoique HCOOH/ion méthanoate HCOO- met en jeu un acide faible et une base faible dans l'eau. Il détermine la valeur du pKa de ce couple.Pour cela il mesure le pH de trois solutions aqueuses.

1. Il dispose d'une solution aqueuse (Sa) d'acide méthanoïque de concentration 4,0 10-2 mol.L-1 . Le pH-mêtre indique la valeur 2,6.
a. Pourquoi cette mesure permet-elle d'affirmer que l'acide méthanoique est un acide faible dans l'eau? Justifier.
b. Ecrire l'équation-bilan de la réaction de l'acide méthanoÎque avec l'eau.
c. Donner l'expression de la constante d'acidité Ka du couple considéré.
d. Calculer les concentrations finales des espèces en solution et vérifier que la valeur du pKa est: 3,8.

2. L'élevé mesure ensuite le pH d'une solution aqueuse (Sb) de méthanoate de sodium (Na⁺+HCOOH^-, de concentration 4,0 x 10-2 mol .L-1. Il trouve 8,2 .
a. Pourquoi cette mesure permet-elle d'affirmer que l'ion méthanoate est une base faible dans l'eau? Justifier.
b. L'élève ajoute à (Sa) quelques gouttes d'une solution d'acide chlorhydrique à 1 mol.L-l . Le pH vaut alors 5,2. Indiquer, sans calcul, sur une échelle de pH, quelle est l'espèce majoritaire du couple étudié dans le mélange.

3. Enfin l'élève mélange 20 mL de la solution (Sa) et 20 mL de la solution (Sb). La mesure au pH-mêtre indique 3,8.
a. déterminer les quantités de matière d'acide méthanoïque initialement introduit dans .l'échantillon de (Sa), et d'ions méthanoate initialement introduits dans l'échantillon de (Sb).
b. En admettant que ces espèces n'ont subi qu'un effet de dilution lors du mélange, déduire la valeur du pKa, du couple considéré.
c. L'élève ajoute divers réactifs au mélange de (Sa) et de (Sb). Il observe les indications du pH-mêtre. Dans le tableau ci-dessous cocher les cases correspondant aux observations. justiifier

Réactif jouté au mélange	Le pH augmente	Le pH diminue	Le pH reste voisin de 3.8
50 ml d'eau distillée
2mL d'acide cholrhydrique (H3O++Cl-) à 5.2*10-2mol.L
2mL de soude (Na++ HO-) à 5.2*10-2mol.L

♦J'ai bien réussi la 1 a),la 1 b) et la 1 c), mais pour la 1 d) je beug
J'ai calculer [H3O+]=10-ph
mais je ne vois pas comment calculer [HCOO-], et dois je calculer [H2O+] et [HCOOH], selon moi non car elle ne sont plus présente à l'état finale ?

♦ Pour la 2 a), j'ai réussi mais je ne vois pas comment faire pour la b)