PH

$\def\pH{\text{pH}}$ $\def\pKa{\text{pK}_a}$

n°44, page 226 – Au tableau

1. $\ce{(CH_3)_3N (aq) + H2O <=> (CH3)3NH+ (aq) + OH- (aq) }$

2. La constante d’acidité $K_a$ du couple est la constante d’équilibre de la réaction de l’acide du couple avec l’eau. C’est donc la constante d’équilibre de la réaction $$\ce{ (CH3)3NH+ (aq) + H2O <=> (CH3)3N (aq) + H3O+ }$$ Cette constante d’équilibre a pour expression

$$K_a = \dfrac{[\ce{(CH3)3N}] [\ce{H3O+}]}{[\ce{(CH3)3NH+}]\, C^o}$$

Couples acide/base et réactions acide-bases

• Exercices 12, 13, 14, 15 page 28

Structure de Lewis et justification du caractère acide

• Exercices 16, 17, 18 page 29

pH d’une solution

• Exercices 30 page 32
• Exercices 23, 24 page 30
• Exercices 19, 20, 21 page 29

Transformation totale ou limitée ?

• Exercices 25, 26, 27 page 30

Exercices de synthèse

• Exercices 39 page 34
• Exercices 40 page 35

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 $C_0 = \pu{0,10 mol.L-1}$.

1. 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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Acides et bases, définition de Brönsted

Remarque : Noter la similitude formelle entre les acides et les réducteurs (cf. cours de première) dont la demi-équation formelle est : $$\ce{ {Red} = {Ox} + n e- }$$

Une solution commerciale $S_0$ d’ammoniac $\ce{NH3 (aq)}$ de concentration $C_0 = \pu{1,1 mol.L-1}$ peut être utilisée, après dilution, comme produit nettoyant (éviers, lavabos, …) ou comme produit détachant (moquette, tapis, …).

On se propose d’étudier la solution $S$ d’ammoniac de concentration $C_S$ : $S$ étant 100 fois plus diluée que $S_0$.

Données :

• Produit ionique de l’eau : $K_e = \pu{1,0e–14}$.

• $\text{pK}_a$ de quelques couples acide/base :

  • $\ce{H3O+/H2O}$ : $\text{pK}_{a1} = \pu{0,0}$ ;
  • $\ce{NH4^+/NH3}$ : $\text{pK}_{a2} = \pu{9,2}$ ;
  • $\ce{H2O/HO–}$ : $\text{pK}_{a3} = \pu{14,0}$.

• Valeurs des conductivités molaires ioniques (en $\pu{S.m2.mol-1}$) :

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Le bleu de bromophénol est un indicateur coloré dont la forme acide, notée $\ce{HIn}$, est jaune et dont la forme basique, notée $\ce{In^−}$, est bleue.

Préparation de la solution mère :

On prépare, dans une fiole jaugée, deux litres d’une solution mère $S_0$ de bleu de bromophénol de concentration molaire en soluté apporté $C_0 = \pu{3,0e-5 mol.L-1}$.

Première partie : Étude de la solution mère

On considère un volume $V = \pu{100 mL}$ de solution $S_0$ dont le pH est de 4,7.

Exercice n°36 : Synthol

Exercice n°37 : Vitamine C

De nombreux phénomènes biologiques ne peuvent se produire que dans des milieux de pH bien déterminé. Ainsi dans l’organisme humain, certaines fonctions ne sont correctement assurées que pour des valeurs bien précises du pH.

Documents

pH du sang

Le pH du sang humain est voisin de 7,4. Il varie très peu : le sang constitue une solution tampon.
Certains couples acide/base jouent un rôle essentiel dans la régulation du pH du sang. Ils sont appelés systèmes tampons. On distingue ainsi :

L’objectif de ce travail est la détermination de l’avancement final d’une transformation non totale à l’aide d’un langage de programmation.

Documents

L’acide benzoïque, de formule chimique $\ce{C6H5COOH}$ est un acide carboxylique aromatique dérivé du benzène. Il est utilisé comme conservateur alimentaire et est naturellement présent dans certaines plantes. C’est par exemple l’un des principaux constituants de la gomme benjoin, utilisée dans des encens dans les églises de Russie et d’autres communautés orthodoxes. Bien qu’étant un acide faible, l’acide benzoïque n’est que peu soluble dans l’eau du fait de la présence du cycle benzénique apolaire.
On trouve de l’acide benzoïque dans les plantes alimentaires :

L’objectif de ce document est de tracer les diagrammes de prédominance de quelques couples acide/base.

Cas d’un monoacide (ou d’une monobase)

Données

• $\text{pK}_a(\ce{NH4^+/NH3}) = \pu{9,24}$ ;

• $\text{pK}_a(\ce{CH3CO2H/CH3CO2^-}) = \pu{4,70}$.

On introduit un acide faible à la concentration $C$ dans une solution dont on peut faire varier le pH.

1. Rappeler l’expression de la constante d’acidité $K_a$ d’un couple $\ce{AH/A-}$.

2. À l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la relation qui existe, quel que soit l’avancement de la transformation, entre les grandeurs $C$, $[\ce{AH}]$ et $[\ce{A-}]$.

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