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TP Mélange acide/base
Bonjour,
Je cherche de l'aide pour mon TP sur les mélanges acide/base que je dois rendre pour la rentrée.
J'ai effectué les mesures de pH en cours lors de l'expérience.
Voici le sujet :
Principe :
La dissolution d'un cachet d'aspirine tamponnée dans l'eau conduit à une solution de pH égal à 5,8 appelée solution tampon, favorisant l'assimilation de l'acide acétylsalicylique dans l'estomac sans brûlure.
Il est possible de réaliser au laboratoire une solution tampon. Des mesures de pH permettent d'analyser les propriétés d'une telle solution.
(Je tiens à préciser que nous n'avons pas encore vu la solution tampon en cours et que je la découvre dans ce TP)
Ensuite il y a deux expériences à réaliser.
Il faut prélever un volume V1 =20,0 mL d''acide de concentration ca = 1.0*10^-2 mol.L et en mesurer le PH
Il faut ensuite prélever un volume V2 = 20.0 mL de solution basique de concentration ca = 1.0*10-2 mol.L-1 et l'introduire dans le bécher de l'acide.
Mesurer le PH du Mélange
Répartir le mélange dans des béchers A et B
Dans le bécher A, rajouter quelques gouttes d'acide chlorhydrique puis mesurer le PH
Dans le bécher B, rajouter quelques gouttes de soude puis mesurer le PH
Expérience 1 : acide => acide chlorhydrique H30+ + Cl- //// Base => soude H0- Na+
Expérience 2 : acide => acide éthanoique H3C-COOH //// Base => éhanoate de sodium H3C-COO- + Na+
J'ai répondu aux questions de l'expérience 1 or je suis bloquée à l'expérience 2.
Voici les résultats de l'expérience 2
ph de V1 = 3.4
pH du mélange = 4.67
pH bécher A = 4.67
pH bécher B = 4.68
En cours notre prof nous a dit que les résultats devaient être constants entre le mélange et les béchers A et B. Donc à priori mes résultats sont bons.
Voici les questions de l'expérience 2 et mes réponses :
La réaction de l'expérience 2 a pour équation H3C-COOH + H3C-COO- = H3C-COO- + H3C-COOH
7) Identifier le couple acide-base mis en jeu
=> H3C-COOH (acide) / H3C-COO- (base)
8) a) Exprimer sa constante d'acidite Ka
=> ka = ([H30+]eq [H3C-COO-]eq) / [H3C-COOH]eq
b) La valeur de cette constante est à 25°C de 1.58*10^-5
A partir du pH mesuré, en déduire que dans le mélange final, on a [H3C-COOH]f=[H3C-COO-]f
=> PH mélange = 4.67 donc [H30+] = 10^-ph = 10^-4.67 = 2.14*10^-5 mol.L-1
ka = ([H30+]eq [H3C-COO-]eq) / [H3C-COOH]eq
1.58*10^-5 = (2.14*10^-5 * [H3C-COO-]f ) / [H3C-COOH]f
(1.58*10^-5/2.14*10^-5) = [H3C-COO-]f/ [H3C-COOH]f
7.39*10-1 = [H3C-COO-]f/ [H3C-COOH]f
[H3C-COO-]f/ [H3C-COOH]f = 0.79 = 1
Le rapport est très proche de 1 donc [H3C-COO-]f est à peu près égal à [H3C-COOH]f
(je sais que l'explication est très bancale, si vous avez une meilleure idée, n'hésitez pas 
)
9) a) les variations de pH observées dans les béchers A et B sont-elles celles attendues ?
b) Comment expliquer que la valeur du pH ne varie quasiment pas ?
Là je bloque ^^ On m'a parlé de solution-tampon mais je ne sais comment expliquer :/
Désolé de cet exercice-fleuve mais j'espère que vous pourrez m'aidez comme je n'ai pu trouver de l'aide dans mon entourage
Salut,
8b) ton explication n'est pas bancal
9a)
9b) c'est le principe de la solution tampon , elle a un pH assez stable malgré l'ajout d'acide ou de base.
Ce la s'explique grâce à la formule pH= pKa + log([A-]/[AH])
Si le pH=pKa alors [A-]/[AH]=1
Si le pH=pKa+1 alors [A-]/[AH]=10
Si le pH=pKa-1 alors [A-]/[AH]=0.1
Il faut donc ajouter beaucoup de base pour passer de [A-]/[AH]=1 à [A-]/[AH]=10 ou beaucoup d'acide pour passer [A-]/[AH]=1 à [A-]/[AH]=10.
En effet si au départ nA- = nAH = 1mol, il faut ajout 0.8 mol de base forte pour passer [A-]/[AH] à 1.8/0.2 ou 0.8 mol d'acide pour passer [A-]/[AH] à 0.2/1.8
Merci beaucoup ceci m'aide vraiment
Finalement j'ai mis pH = pka pour la 9a)
j'ai calculé pka = -log ka = -log (1.58*10^-5) = 4.80
Mais après je ne sais pas comment introduire les gouttes d'acide chlrhydrique et de soude :/
Cela me permettrait de dire que les variations sont attendues
Pour la 9b) Je pensais réintégrer ce que tu as dis et peut etre insérer la définition d'une solution tampon
D'accord j'ai réussi merci
Après je suis un peu bloquée pour les questions suivantes, peux-tu m'aider ?
10) Le mélange de l'expérience 2 constitue une solution tampon
a) Quelle particularité de composition présente t'elle ?
=> J'aurai dis que les réactifs et les produits de la réaction sont les mêmes
b) Quelles propriétés particulières vis-à-vis des acides (ou des bases) possède t'elle ?
=>Les concentrations finales d'acide et de base sont égales et on peut rajouter un peu d'acide ou de base mais le PH du mélange reste le même ( PH=PKA)
Dans le cours du livre, ils disent qu'une solution tampon est constituée d'un mélange en proportions voisines d'un acide faible et d'une base conjugée mais je ne sais pas s'il est possible de réinvestir cela dans les questions :/
Une petite question également :
Si l'acide est fort et la base forte, on peut dire que la réaction est totale donc pas de solution tampon?
10a) [forme acide]=[forma basique]
10b) on peut rajouter un peu d'acide ou de base mais le PH du mélange reste le même ( PH=PKA)
si l'acide est fort il réagit totalement avec la base conjuguée mais la solution reste une solution tampon si on a une solution de tampon de 1L
Ka = h[A-]/[AH]
10^-4.8= h*1/1 = > h=10^-4.8 => pH=4.8
Si on ajoute 0.1 moles de H3O+
on obtient 10^-4.8= h*1.1/0.9 => h=0.9/1.1*10^-4.8 => pH=4.7
Pour 10)a) on peut donc dire que H3C-COOH et H3C-COO- sont des epèces ampholyte ou amphotère ?
Je comprends maintenant pour la solution tampon mais je dois expliquer quelle caractéristique fait que la réaction H30+ + H0- = 2H20 n'est pas une solution tampon et je suis assez bloquée :/ J'aurai tendance à dire que c'est parce que la réaction est totale (je l'ai déjà prouvé)
Est ce que tu penses que l'on peut prouver que l'équation H3C-COOH + H3C-COO- = H3C-COO- + H3C-COOH a un acide faible et une base conjugée ?
on peut donc dire que H3C-COOH et H3C-COO- sont des epèces ampholyte ou amphotère ?
Non, l'eau est un ampholyte ou une espèce amphotère. Les molécules d'eau peuvent perdre ou gagner un proton.
H3C-COOH peut perdre un proton mais ne peut pas en gagner
H3C-COO- peut gagner un proton mais ne peut pas en perdre
H3C-COOH et H3C-COO- ne sont donc pas des ampholytes ou des epèces amphotères.
quelle caractéristique fait que la réaction H30+ + H0- = 2H20 n'est pas une solution tampon?
Si les couple H+/OH- pouvait formé une solution tampon, ce la signifierait que l'eau à pH 7 [H+]=[OH-]=10^-7 mol/L aurait un pH stable.
Or que se passe-t-til si tu ajoute 0.1 mol d'acide ou de base forte dans 1L d'eau à pH=7?
Est ce que tu penses que l'on peut prouver que l'équation H3C-COOH + H3C-COO- = H3C-COO- + H3C-COOH a un acide faible et une base conjugée ?
la question est très mal posée, une équation n'a pas de base ou d'acide.
Si la question est peut-on démontrer que H3C-COOH + H3C-COO- = H3C-COO- + H3C-COOH correspond à un couple acide faible/base conjuguée?
La réponse est non, c'est l'équation bilan d'une solution où ne se passe rien
Cu + OH- = OH- + Cu
L'équation bilan d'un couple acide/base faible est
AH + H20 <=> A- + H3O+
et pour un acide fort
AH + H20 -> H3O+ + A-
Merci beaucoup
Si j'ai bien compris H30+ + H0- = 2H20 n'est pas une solution tampon car c'est une solution neutre ?
Si on ajoute de l'acide, le pH est plus petit que 7.
Si on ajoute de la base, le pH est plus grand que 7.
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