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Niveau terminale
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Taux d'avancement et conductimétrie

Posté par
Arks
01-11-09 à 14:43

Bonjour
J'ai une partie d'un exercice qui me pose problème, je ne comprend pas la correction.
Voici l'exercice :
On a mesuré une solution d'acide chlorhydrique de C1 et une solution d'acide méthanoïque de C2, on a G1=431uS et G2=728uS
La question : Avec t1 et t2 les taux d'avancement final avec l'eau, exprimer les concentrations des especes conductrices en fonction des taux et des concentration des acides.
Contenant toutes les données, l'exercice entier et la correction sont disponible ici : . (Il s'agit du dernier )

Ma question concerne la question 3.a), Déja comment sait t'on que la réaction est totale et que t1=1 ? De même pour la réaction partielle. Et encore on écrit par la suite dans la correction :

Citation :
avec [H3O+]= [Cl-] = t1c1

D'où tout cela sort t'il ?
Désolé de ne pas avoir tout réecrit l'énoncé, mais vu qu'il était déja écrit sur ce site je n'ai pas vu l'utilité de tout réecrire

Merci d'avance !

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 15:35

soit un acide Ah qui réagiy avec l'eau
                  AH  +H2O   =H3O+    +   A-
état initial       no           0          0
état final         no-x          x         x
  
si l'acide est fort,(cas de HCl) il réagit totalement (= il se dissocie totalement:il n' y a pas de molécules de HCl dans l'eau)
no-x=0 donc x=no  
si C est la concentration de HCl introduite,[H3O+]=[Cl-]=C
le coeff de dissociation est
t1= H3O+]/C=1

(H3O+]=[Cl-]=t1*C =C )

dans le cas d'un acide faible
AH ne réagit pas totalement.

t2=[A-]/C =[H3O+]/C  <1

Posté par
Arks
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 16:00

Vous allez peût être me trouver bête mais je n'ai pas très bien compris
Qu'est ce qu'un coefficient de dissociation et  comment passe t-on de [H3O+]=[Cl-]=C à t1= [H3O+]/C=1 ?
Aussi, je suis d'accord que l'acide chlorhydrique soit considéré comme un acide fort, mais comment sait-on que l'acide méthanoïque est un acide faible ?

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 17:39

par définition le coefficient de dissociation() est égale au rapport de la qté de matière dissociée à la qté de matière initiale.
=n(formée)/n(initiale)
dans ce cas =n(H30+)/n(AH)initial ou n(A-)/n(AH)initial
ce qui peut s'exprimer avec les concentrations
=[H3O+]/c(AH) ou [H3O+]/c(AH) avec c(AH) concentration initiale (avant réaction) de AH

dans le cas d'un acide fort ,si on dissout n mol d'acide on retrouvera dans la solution n mol de H3O+ et n mol de Cl-
on peut donc écrire [H3O+]=[Cl-]=C(HCl)  ,C(HCl) étant la concentration en acide introduite.
si on reprend la définition du coef de dissociation
=[H3O+]/(HCl)  ou [Cl-]/c(HCl)
donc =1
par habitude j'ai désigné le coef de dissociation par .
dans ton exercice c'est t.
J'ai l'impression d'avoir répété la même explication....


pour savoir si un acide est faible ,il y a plusieurs méthodes.
Si on donne un Ka,c'est que l'acide est faible
si on donne la concentration de l'acide et le pH de la solution on compare 10-pH à C .
si 10-pH< C ,l'acide est faible

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 17:43

dans le cas d'un acide faible il faut bien distinguer c(AH) =concentration initiale de l'acide avant réaction,de [AH]= concentration d'acide n'ayant pas réagi
[AH]=c(AH)-[H3O+]

Posté par
Arks
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 18:44

Désolé du retard de ma réponse je réfléchissais dessus
Donc j'ai encore plusieurs questions sur ce que vous avez dit :
Si j'ai bien compris, le coefficient de dissociation est égale au taux d'avancement final de la réaction ?
Aussi vous avez écrit

Citation :
pour savoir si un acide est faible ,il y a plusieurs méthodes.
Si on donne un Ka,c'est que l'acide est faible
si on donne la concentration de l'acide et le pH de la solution on compare 10-pH à C .
si 10-pH< C ,l'acide est faible


Que représente Ka ?
Ici on ne me donne ni Ka(du moins je le crois), ni le pH, donc comment le déduire?
Aussi vous avez écrit [AH]=c(AH)-[H3O+]
Il y a une erreur non ? vous vouliez écrire [A-]=c(AH)-[H3O+] ?

Encore merci de l'aide que vous m'apportez

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 01-11-09 à 23:03

pour le Ka ,je reverrai demain l'exercice.
Par contre je n'ai pas fait d'erreur dans l'expressions de AH.
Si on raisonne en qté de matière
initialement on a no mol de AH
AH réagit partiellement avec l'eau
il se forme x mol de A- et x mol de H3O+
donc n(H3O+)=n(A-)
il reste no-x mol de AH
si on raisonne en concentration
c(AH)=no/V
[H3O+]=x/V=n(H3O+]/V
[A-]=x/V=n(A-)/V
la concentration [AH] après réaction est (no-x)/V
donc
[AH]=c(AH)-[A-] ou {AH]=c[AH]-[H3O+]  puisque [H3O+]=[A-] (à condition de négliger l'autoprotolyse de l'eau devant la réaction de de AH avec l'eau ce qui est généralement le cas dans les pb de terminale)

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 02-11-09 à 09:45

bonjour,
après relecture du sujet,voici quelques ajouts à mes réponses.

Citation :
Ma question concerne la question 3.a), Déja comment sait t'on que la réaction est totale et que t1=1 ? De même pour la réaction partielle


dans cet énoncé,on suppose que l'élève sait que l'acide chlorhydrique est un acide fort (dissociation totale ,donc taux d'avancement =1) et que l'acide acétique est un acide faible (dissociation partielle,donc taux d'avancement ou coefficient de dissociation <1)

pour le reste rien à ajouter ,à part le fait que j'ai utilisé à la place de t (dans l'énoncé  d'origine)
Le Ka est une constante d'équilibre caractéristique d'un acide.Ici ,cette notion n'est pas utilisé.Seuls les acides (et bases) faibles sont caractérisés par une valeur de Ka.

en résumé
t1=1  car HCl est un acide fort
t2=[H3O+}/c2  ,par définition ,car l'acide acétique est un acide faible
cela permet d'exprimer [H3O+] en fonction de t2
[H3O+]=t2*c2
1 peut être calculé puisqu'on sait que t1=1
2 peut être calculé grâce à la connaissance des conductances G1 et G2 ainsi que celle de 1
t2 peut être calculé une fois la valeur de 2 connue

enfin,il est utile de mémoriser quelques cas qui reviennent souvent dans les exercices
acides forts:
acide chlorhydrique (HCl) ,,nitrique (HNO3) ,sulfurique (H2SO4). (au lycée,H2SO4est considéré comme un diacide fort)
leur réaction est totale avec l'eau
HCl +H2O  =H3O+ +Cl-
HNO3 +H2O  =H3O+ +NO3-
H2SO4+2H2O=2H3O++SO42-

acides faibles
acide acétique CH3COOH
méthanoïque HCOOH
benzoïque C6H5COOH

Posté par
Arks
re : Taux d'avancement et conductimétrie 02-11-09 à 10:09

Bonjour
Donc concernant ces réactions, on peut donc affirmer que ce sont des acides forts et faible sans justifications? ( Bien que je ne me souviens pas les avoir apprises )
Sinon je n'ai toujours pas compris ceci :

Citation :
t2=[H3O+]/c2  ,par définition ,car l'acide acétique est un acide faible
cela permet d'exprimer [H3O+] en fonction de t2
[H3O+]=t2*c2

t2=[H3O+]/c2 soit t2=[H3O+]/[HCOOH-]
Donc le taux d'avancement final d'un acide faible avec l'eau est égale au rapport de l'ion oxonium sur HCOOH- ? Par définition ?

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 02-11-09 à 10:43

tu confonds réactifs et produits
HCOOH est l'acide introduit.Sa concentration avant reaction est notée   C(HCOOH) ou C2 dans l'exercice
une partie réagit
il se forme H3O+ et HCOO- en même qté
par définition
le taux d'avancement est t=[H3O+]/C2 ou t=[HCOO-]/C2 puisque [HCOO-]=[H3O+]

Posté par
coriolan
re : Taux d'avancement et conductimétrie 02-11-09 à 10:47

j'avais fait cette schématisation pour CH3COOH .

Taux d\'avancement et conductimétrie

Posté par
Arks
re : Taux d'avancement et conductimétrie 02-11-09 à 12:35

Merci ! J'ai compris !
Une dernière toute petite question, le taux t2 obtenus, est-il nécessaire de le mettre en % ? Car d'habitude les taux sont exprimés en % mais ici il est exprimé en chiffre.

Encore merci



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