Mesures de pH, taux d'avancement final
Objectifs
- Mesurer le pH de différentes solutions.
- Effectuer des dilutions.
- Étudier l’influence de la concentration sur le taux d’avancement final de la réaction de différents acides avec l’eau.
Mesures du pH de solutions d’acide chlorhydrique
Préparation des solutions
On dispose d’une solution $S_{0}$ d’acide chlorhydrique $\ce{H^+ (aq) + Cl^- (aq)}$ de concentration apportée $C_0 = \pu{0,10 mol.L-1}$.
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Proposer un mode opératoire pour obtenir, à partir de $S_{0}$, $\pu{100,0 mL}$ d’une solution $S_{1}$ d’acide chlorhydrique de concentration $C_1 = \pu{1,0e-2 mol.L-1}$. Réaliser la manipulation.
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Toujours à partir de la solution $S_{0}$, préparer une autre solution $S_{2}$ d’acide chlorhydrique de concentration $C_2 = \pu{5,0e-3 mol.L-1}$. Pourquoi vaut-il mieux utiliser la solution $S_{0}$ et non pas la solution $S_{1}$ pour réaliser cette opération ?
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Maintenant que la technique est connue, préparer les solution $S_{3}$, $S_{4}$ et $S_{5}$, d’acide chlorhydrique, de concentrations $C_3 = \pu{1,0e-3 mol.L-1}$, $C_4 = \pu{5,0e-4 mol.L-1}$, $C_5 = \pu{1,0e-4 mol.L-1}$. Bien réfléchir à chaque fois au meilleur choix de la solution mère avant d’effectuer ces dilutions.
Le pH et sa mesure
Acides et bases, définition de Brönsted
Acide
Un acide est une espèce chimique, ionique ou moléculaire, susceptible de céder au moins un proton $\ce{H+}$. De façon formelle, on peut traduire ce comportement par une demi-équation : $$ \ce{AH = A^- + H^+} $$
Remarque : Noter la similitude formelle entre les acides et les réducteurs (cf. cours de première) dont la demi-équation formelle est : $$ \ce{ {Red} = {Ox} + n e- } $$
[Lire]Annale : Chaufferette Chimique
La neige tombe, les mains commencent à s’engourdir et le refuge est encore loin. Le randonneur sort alors de son sac à dos une pochette en plastique, remplie d’un liquide transparent et appuie sur un petit disque métallique placé à l’intérieur : le liquide commence à se solidifier tout en dégageant une douce chaleur.
Ce dispositif nommé chaufferette chimique est constitué d’une enveloppe souple de plastique qui contient une solution aqueuse d’acétate de sodium à 20 % en masse minimum. La solidification s’amorce à partir du disque, localement la solution s’échauffe. L’énergie qu’il a fallu fournir au matériau pour le faire fondre est restituée […]. Après utilisation, on peut régénérer la chaufferette en faisant fondre le solide obtenu par chauffage. On laisse alors le matériau doucement refroidir…
Extrait de l'article « Idées de physique »
Pour la Science (2008)
Pour la Science (2008)