CORRIGES

EXERCICE II :

1.  HCOOH+H₂O→HCOO^- +  H₃O⁺

2.

2.1-   HCOOH +HO^- →HCOO^- +H₂O

2.2-A l’équivalence, n_A=n_B  < =>C_AV_A=C_BV_BE  =>V_BE=C_AV_A/C_B=0,1x20/0,25=8 ml.

2.3-Les ions HCOO- sont majoritaires or HCOO^- est la base conjuguée de HCOOH => solution basique

2.4-Le BBT et l’hélianthine est conseillé pour un dosage acide faible-base forte.

2.5-

EXERCICE II :

a) 

b) Le point d'équivalence est déterminé graphiquement : Véq = 20,3 mL.

On calcule ensuite la concentration de l'acide avec la formule CA ⋅ VA = CB⋅ VB : => CA = CB⋅ VB /VA = 0,1⋅ 0,0203 /0,020 = 0,1015 mol⋅ L−1

c) A la demi-titration, on a pH = pKa. La lecture graphique donne pKa = 4,2. 

EXERCICE III :

1° a)

C₂H₃NH₂ +H₃O⁺   →  C₂H₃NH₃⁺  + H₂O

b)

A l’équivalence, la réaction ci-dessus est terminée : on constate depuis la traduction de l’équation, qu’on a utilisé le même nombre nb moles de molécules C₂H₃NH₂ et de moles na d’ions H₃O⁺.

C_aV_aE = C_bV_b pour l’expérience I.

C_aVa = C_bV_bE pour l’expérience II.

Par la méthode des tangentes, on trouve le point E représentant l’équivalence :

Expérience I: On verse progressivement la solution basique dans Va=10cm³ de solution acide. D’après la courbe I, l’équivalence est atteinte pour  VbE=10 cm’

VaE=8,3 cm³ ; Ca=10^-1mol/l ;V_b=10cm³

C_bI=CaVaE/V_b=10^-1x8,3/10=8,3.10^-2 mol/l

Expérience II : On verse progressivement la solution acide dans Vb=10cm³ de solution basique. D’après la courbe II, l’équivalence est atteinte pour  VaE=8,3 cm’

V_aE=10 cm³ ;  Ca=10^-1 mol/l; VbE=12 cm³

C_bII=CaV_a/VbE=10^-1x10/12=8,33.10^-2mol/l

On constate que ces valeurs sont égales a moins de 2% près, ce qui est compatible avec les difficultés d’appréciation des volumes.

2°

Entre le pH d’une solution de monoéthylamine et le pKa du couple, il existe la relation :

pH=pKA + 

Quand [C₂H₅NH₂]=[ C₂H₅NH³⁺].ce qui est le cas à la demi-équivalence, pH=pKA

Courbe I =>a la demi-équivalence V_a=V_bE/2 donc Va=4,15 cm3  et on lit le pH correspondant 10,8

ð pKA=10,8  pour le couple C₂H₅NH³⁺/C₂H₅NH₂

EXERCICE IV:

1- Protocole permettant d’aboutir au point de demi-équivalence
Dosage pH-métrique d'une solution d'acide faible All par une base l'une HO−
♦ Après avoir rincé la verrerie,
♦ Introduire un volume Va de la solution d'acide faible dans un bûcher ;
♦Introduire la solution de base forte dans la burette graduée jusqu'à la graduation zéro (0);
♦Plonger les électrodes du pH-mètre préalablement étalonné dans le bécher:
♦ Mettre en marche l’agitateur magnétique ;
♦ Verser progressivement la solution de base forte dans le bécher ;
♦ Noter chaque fois la valeur du pH indiquée par le pH-mètre correspondant au volume de base versé ;
A l'aide des résultats obtenus, tracer la courbe pH=f(Vb) ;
♦ Déterminer le volume à l'équivalence V_bE; par la méthode des tangentes parallèles ;
♦ Calculer le volume a la demi-équivalence Vb(12eq)=Vbeq2 de base à verser
♦ Reprendre le dosage en laissant couler un volume Vbeq2 de la solution de base forte dans le bécher contenant le volume Va initial de la solution d'acide faible et lire le pH correspondant au mélange obtenu. 
Dispositif expérimental.
2- Le problème posé : Préparation d'une solution tampon de pH=9,2
pH=pKa+ log[NH3][NH⁺₄] =9,2= pKa(NH⁺₄/NH₃) 
1| faut que [NH⁺₄]=[NH₃] pour avoir pH=pKa.
N'ayant pas les ions NH⁺₄ en solution, il faut les produire en faisant réagir NH₃ avec H₃O⁺. Suivant l'équation de la réaction :
NH₃+H₃O⁺ →NH⁺₄+ H₂O 
Réactif à choisir : Ammoniac et acide chlorhydrique.
Il faut doser l’ammoniac par l'acide chlorhydrique jusqu'à la demi- équivalence 1,5 pt
Calcul des volumes l'acide et de base à prélever

ð
Car, ces solutions ont une même concentration
On trouve V₁=50 mL et V₂=100 mL 1
Pour répondre au besoin de la commande, ATEBA doit :
Réaliser dans un bécher un mélange 50 mL de solution d’acide chlorhydrique et 100 mL de solution d'ammoniac. 
Ou bien il doit introduire 100 mL de solution d’ammoniac dans un bécher puis à l’aide d'une burette laisser couler 50 mL de solution d'acide chlorhydrique.
Le mode de préparation de la solution tampon commandé peut être acheminé au principal du collège Bilingue les COMPÉTENTS 

EXERCICE VI:

Examinons si Eric a relevé son défi. Pour cela on va : 
• Déterminer le réactif limitant
• Exploiter l'équation bilan de la réaction ;
• Déterminer la masse d'aspirine synthétisé ;
• Comparer à la masse escomptée
• Conclure
1) Détermination du réactif limitant 
soit n_as la quantité de matière de l’aspirine et n_ac, celle de l’anhydride éthanoïque.

Déterminons la masse d’aspirine synthétisée

Soit : m₃(obt) la masse d’aspirine obtenue et m₃(att) celle d’aspirine attendue théoriquement.

m₁ la masse d’acide salicylique et M₁ la masse molaire d’acide salicylique

D’après l’équation-bilan :

Conclusion : 88,7g≺100g donc Erie n'a pas relevé son défi.

2 : Vérification de la masse d'aspirine sur l'étiquette.

Démarche : 
• Écrire la relation à l'équivalence
• Déterminer ln concentration C_a de la solution d’aspirine ;
• Déterminer la masse d'aspirine contenu dans la solution préparée ;
• Comparer à la masse de l'étiquette puis conclure.
Relation à l'équivalence
Il s'agit du dosage de l'aspirine contenant une fonction acide carboxylique par une monobase forte (hydroxyde de sodium)
Équation bilan de la réaction du dosage : 

Détermination de la concentration C_a   de la solution d’aspirine

C_A=11x10^-3 mol/l

Détermination de la masse d’aspirine contenue dans la solution préparée (V=500 ml)

Conclusion : La masse sur le sachet d’aspirine est conforme

EXERCICES VII :

I. Protocole :
• Introduire un volume V_B = 20 mL de la solution de vinaigre dans un bécher :
• Introduire la solution d’hydroxyde de sodium dans la burette
• Plonger les électrodes de pH-mètre préalablement étalonné dans le bécher
• Mettre en marche l’agitateur magnétique;
• Verser progressivement la solution de base forte dans le bécher ;
• Noter chaque fois la valeur du pH indiquée par le pH-mètre correspondant au volume de base versé et cela permettra de tracer la courbe pH=f(VB).
• Schéma du dispositif

2- Vérification de la conformité du degré du vinaigre.
Actions à mener :
Écrire l’équation-bilan support du dosage ;
Déterminer graphiquement V_BE ;
Déterminer la concentration d`acide contenu dans l’échantillon dosé ;
En déduire le degré du vinaigre ou pourcentage massique d`acide éthanoïque ;
Comparer à celui porté sur l’étiquette
Conclure.
Résolution
CH₃−COOH+OH⁻ →CH₃−COO⁻+H₂O
Graphiquement on trouve V_BE=26,8mL

Conclusion : L’indication portée sur l’étiquette est conforme.