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Vérification expérimentale de l’expresssion du pH en fonction du pKa(1997)

Verification experimentale de l’expression du pH en fonction du pka (1997)

Afin de déterminer le pKa du couple acide éthanoïque ion éthanoate, on mesure le pH du mélange de deux solutions $S_{1}$ et $S_{2}$ contenant ces espèces chimiques. $S_{1}$ et $S_{2}$ et ont la même concentration molaire volumique $C_{1}=C_{2}=0,1mol/L.$

1. On mélange $V_{1}=10mL$ de $S_{1}$ avec $V_{2}=40mL$ de $S_{2}$ . . Le pH du mélange vaut 4. 1.1. Déterminer les concentrations molaires de toutes les espèces chimiques présentes dans ce mélange.

1.2. A partir des valeurs trouvées vérifier l’égalité : $[CH_{3}COO^{-}]/[CH_{3}COOH]=V_{1}/V_{2}$

N.B : pour toute la suite, ce résultat sera admis.

2. On effectue des mesures du pH pour des mélanges de $S_{1}$ et $S_{2}$ correspondant à différentes valeurs de $V_{1}etV_{2}$ . Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-après :

2.1.Compléter le tableau, puis tracer la courbe $pH=f(Log(V_{1}/V_{2}))$

Echelle : abscisse : 10 cm pour 1 ordonnée : 2 cm pour 1 : 2.2. En déduire la relation entre le pH et le rapport $[CH_{3}COO^{-}]/[CH_{3}COOH]$

On précisera les valeurs des constantes qui figurent dans cette relation.

3.1. Ecrire l’équation bilan de la réaction représentant la réaction de l’acide éthanoïque avec $H_{2}O$

3.2. Après avoir rappeler la définition de la constante d’acidité Ka, déduire l’expression littérale du

pH d’une solution contenant à la fois $CH_{3}COOH$ et $CH_{3}COO^{-}$ et en fonction du pKa du

couple d’ étude.

4. Déduire des questions précédentes la valeur approchée du pKa du couple.