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dosage acide-base

Posté par
Bush 28-05-21 à 00:32

Bonsoir,
Exercice :
  L'acide salicylique de formule brute C7H6O3 est utilisé pour la synthèse de l'Aspirine qui est considéré parmi les médicaments les plus efficaces pour les maux de tête,fièvre ...
On se propose, dans cet exercice, d'étudier les propriétés de cet acide symbolisé HA.
1- considérons une solution (SA) de HA de concentration
CA=0,1 mol/l  et de pH=2,4
a- écrire l'équation de la réaction de HA avec l'eau
réponse:      HA +H_{2}O \rightarrow A^{-} +H_{3}O^{+}
b- Exprimer la constante d'équilibre K de cette réaction en fonction de la concentration de  l'ion hydronium et CA
réponse :    K_{A}=\frac{[H_{3}O^{+}]_{éq}^{2}}{C_{A}-[H_{3}O^{+}]} (tout à l'équilibre)
c- Dans l'approximation où l'acide AH est faiblement dissocié dans l'eau ([H_{3}O^{+}]_{eq} \prec \prec c_{A} ), montrer que le taux d'avancement final \tau de cette réaction peut s'écrire  sous la forme :  \tau=\sqrt{\frac{K_{A}}{C_{A}}},  puis calculer sa valeur. (PkA=3)

réponse : \tau=\frac{Xf}{X_{max}} et  [H_{3}O^{+}]_{eq}=\sqrt{K_{A}.C_{A}} \Rightarrow \tau=\frac{\sqrt{K_{A}.C_{A}}.V_{A}}{X_{max}} donc \tau=\sqrt{\frac{K_{A}}{C_{A}}}    
(car xmax/vA     c'est CA) \tau= \sqrt{\frac{10^{-3}}{10^{-1}}}=10^{-1}.
d- On dilue un volume V de la solution (SA) en ajoutant de l'eau distillée, afin d'obtenir une solution (S'A) de concentration C'A. La mesure du pH de la solution(S'[subA][/sub]) a donné la valeur pH'=2,8. Déterminer la concentration C'A.
je voudrais savoir que son calcul se fait à partir de l'expression de KA à nouveau sachant le pH'=2,8 ou il y a un moyen plus facile. en plus je n'ai pas encore utilisé le pH avant la dilution(pH=2,4)
Merci par avance.

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 01:26

Pourrais-je répondre à cette question de la façon suivante :
C'_{A}/C_A = V_A/V \Leftrightarrow (C'_A/C_A)=(2,8/2,4)
En utilisant le PH avant la dilution qui est 2,4 et pH' après dilution qui est 2,8.
Est-ce bon ou je passe à côté merci?

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 01:53

C'= \frac{10^{-2,8}×0,1}{10^{-2,4}}= 0,0398
Pardo( je corrige l'erreur).

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 01:54

C'= \frac{10^{-2,8}×0,1}{10^{-2,4}}= 0,0398
Pardon ( je corrige l'erreur).

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 13:56

Bonjour

D'accord avec tout ce que tu as exposé dans ton message du 28-05-21 à 00:32. Pas d'accord avec la suite. En effet le taux de réaction de l'acide varie avec la dilution : il est d'autant plus élevée que CA est faible : un acide faible très fortement diluée à un taux de réaction très proche de 100% ! Le plus simple consiste à appliquer la première formule que tu as démontrée :

K_{A}=\dfrac{[H_{3}O^{+}]_{\acute{e}q}^{2}}{C_{A}-[H_{3}O^{+}]_{\acute{e}q}}

Puisque Ka est connue ainsi que [H_{3}O^{+}]_{\acute{e}q} à partir du pH, la seule inconnue est la nouvelle concentration C'A.

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 13:58

PS : ne pas oublier les unités lorsque celles-ci existent !

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 17:03

Dans la formule de Ka  (explicitée) dans votre post, je remplace Ca par C'a et je trouve 9×10^{-4} mol/l.
Merci par avance.

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 17:37

Tu as indiqué précédemment pKa=3 ; Il s'agit d'una approximation assez grossière ; J'obtiens personnellement : pKa=3,78 soit Ka=1,65.10-4.
Cela me conduit à une valeur de C'A assez différente de la tienne.

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 18:18

Suite de l'exercice précédent :
2-Pour vérifier la valeur de CA[/sub, on dose un volume V[sub]A=16ml de la solution (SA)par une solution (SB) d'hydroxyde de sodium de concentration CB =0,1 mol/l. on suit les variations du pH du mélange en fonction de VBvolume versé de la solution (SB), et on obtient une courbe (que je ne peux copier ! mais classique)
a- Ecrire l'équation de la réaction du dosage
réponse :  HA +HO^{-}\rightarrow A^{-} + H_{2}O
b- Calculer la constante d'equilbre de cette réaction
réponse :  K=\frac{K_{A}}{K_{e}}=\frac{10^{-3}}{10^{-14}}=10^{11}\succ \succ 1O^{4} on en conclut que  la réaction du dosage est totale.
c- Déterminer les coordonnées du point d'équivalence E
réponse : par la méthode des droites parallèles et une perpendiculaire E(16ml=VBE; pH=7,5) (pas de souci pour cela).
d- En déduire la valeur de CA
réponse : sachant qu'à l'équivalence on a CA VA=CBVBE, et cela donne CA=0,1mol/l( normal car les volumes utilisés sont égaux donc les concentrations égales aussi)
3- Cette partie m'a posé des problèmes :
Pour un volume VB=8ml et à l'aide du tableau d'avancement de cette réaction de dosage montrer que son taux d'avancement final \tau peut s'écrire sous la forme : \tau= 1- \frac{10^{pH-pK_{e}}}{C_{B}}(1+\frac{V_{A}}{V_{B}}) ; Calculer \tau
réponse :

réaction chimiqueHAHO-A-H2O
Quantités introduitesCAVACBVB0Excès
Quantités présentes avant l'équivalenceCAVA-CBVBQ.infime(10^{-7} mol/l    à 25°)CBVBExcès


\tau=\frac{X_{f}}{X_{max}} après je cale et je n'arrive pas à débloquer pour démontrer l'expression donnée du tau d'avancement.
Merci de m'éclairer ce que j'ai ignoré.

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 18:38

Sachant que Vb=8mL correspond à la demie équivalence, le tableau d'avancement permet de montrer que les quantités d'acide et de base conjuguée sont égale.  Celà conduit de façon immédiate à pH=pKa.

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 21:01

oui( CAVA= CBvBE); et  VB= VBE/2) et  donc effectivement PkA=pH puisque log([HA]/[A-])=0 quand on avait versé un VB=8ml .
Mais pour    \tau j'ai rien vu venir pour démontrer l'expression demandée.

Pardon !

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 21:45

On peut écrire en raisonnant sur les ions hydroxyde :

\tau=1-\dfrac{\text{quantité restante d'ions hydroxyde}}{\text{quantité introduite d'ions hydroxyde}}

\tau=1-\dfrac{\left[HO^{-}\right]\cdot\left(V_{A}+V_{B}\right)}{C_{B}.V_{B}}

Je te laisse continuer...

Posté par
Bushre : dosage acide-base 28-05-21 à 23:05

Ok merci.
Pardon : ce que vous appelez la quantité introduite en HO- est donc sa quantité de matière dans  VB= 8 ml donc  Xmax= CBVB ?
Mais c'est ok pour l'expression de tau.
Merci infiniment pour votre patience.

Posté par
vanoisere : dosage acide-base 28-05-21 à 23:09

Citation :
Xmax= CBVB

Oui !
Remarque : l'énoncé demande de raisonner sur la demie équivalence mais ce résultat sur est valable pour toute valeur de VB inférieure  à VBE.


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