Exercices avec la correction de la Transformations associées aux réactions acide-base en solution aqueuse –Titrages acido-basiques

 Transformations associées aux réactions acide-base en solution aqueuse –Titrages acido-basique 

Exercice 1 :

Une solution aqueuse d’acide méthanoïque HCO2H de concentration apportée C=3×10−²mol/L a un pH égale à 2, 65 à 25°C .

1. Écrire l’équation de la réaction de l’acide méthanoïque avec l’eau.

2. Déterminer les concentrations des ions oxonium, des ions éthanoates et de l’acide méthanoïque.

3. En déduire les valeurs de la constante d’acidité KA et du pKA du couple considéré à 25°C.

● La correction d'exercice 1 (vidio):

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Exercice 2 :

1. Écrire les équations de réaction entre :
a- L’acide lactique CH3CHOHCO2H et l’ion nitrite NO²−;
b- L’acide formique HCO2H et l’ion hydroxyde HO−
2. Calculer la constante d’équilibre associée à chacune de ces réactions à 25°C.
3. En déduire les valeurs de la constante d’acidité KA et du pKA du couple considéré à 25°C.
Données à 25°C :

● La correction d'exercice 2 (vidio):

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Exercice 3:

Le document ci-dessous représente le diagramme de distribution d’un mélange d’acide benzoïque , C6H5COOH (aq) , noté HA et d’ion benzoate , C6H5COO−(aq) noté A− à 25°C. il indique les pourcentages d’acide benzoïque et d’ion benzoate en solution , en fonction du pH. La concentration molaire totale apportée en acide et base conjugué mmol L . À partir du diagramme :

1. Déterminer la valeur du pKa du couple .
2. Déterminer les concentrations molaires en acide et base conjugués dans une solution de pH = 5,0.
● La correction d'exercice 3 (vidio):

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Exercice 5

On dispose au laboratoire d’un flacon contenant une solution aqueuse d’acide carboxylique, de nature et de concentration inconnues. L’acide carboxylique est noté R-COOH avec R représentant un atome
d’hydrogène ou un groupe d’atomes. On se propose de déterminer la concentration de l’acide par titrage puis de l’identifier (c'est-à-dire de déterminer la nature de R).

I. Titrage de l’acide carboxylique
On titre un volume Va = 50,0 mL d’acide
carboxylique R-COOH de concentration molaire Ca par une solution aqueuse Sb d’hydroxyde de sodium notée (Na+(aq) + HO-(aq)) de concentration molaire
Cb=2,5.10–2 mol.L–1. On note Vb le volume de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium versé. Le suivi pH-métrique du titrage permet d’obtenir la courbe donnée ci￾contre .
1. Faire un schéma légendé du dispositif
expérimental utilisé pour effectuer ce titrage.
2. Écrire l’équation de la réaction du titrage.
3. Dresser le tableau d’avancement , en utilisant les grandeurs Ca, Cb, Va, et Vb
4. Définir l’équivalence du titrage.
5. Déterminer graphiquement le volume VbE de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium versé à l’équivalence.
6. Écrire la relation existant entre Ca,Va, Cb et VbE à l’équivalence. En déduire la valeur de la concentration molaire Ca, de l’acide carboxylique titré
II. Identification de l’acide carboxylique R-COOH
L’équation de mise en solution de l’acide carboxylique dans l’eau est :

1. Donner l’expression de la constante d’acidité KA du couple R-COOH(aq) / R-COO-(aq).

2. Montrer qu’à partir de l’expression de la constante d'acidité KA, on peut écrire :

3.Quel est le réactif limitant lorsqu’on a versé un volume de solution Sb égal à Vb= VbE/2
4. En utilisant le tableau d’avancement, montrer que pour un volume de solution Sb égal à Vb= VbE/2 on a : xf= Cb×VbE/2
5. Montrer que [RCOOH(aq)]éq = [RCOO‐(aq)]éq, lorsque Vb= VbE/2
6. À l’aide de la relation établie à la question II.2. et de l’égalité [[RCOOH(aq)]éq = [RCOO–
(aq)]éq, déduire l’expression du 𝒑𝑯 pour Vb= VbE/2

● La correction d'exercice 5 (vidio):

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