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Activité expérimentale : Détermination du KA et du pKA d'un couple acide-base par mesure de pH.

méthanoïque (ou formique) . transformation acido-basique. Les couples acido-basique sont : CH3COOH / CH3COO- ;

HCOOH / HCOO- ;

H3O+ / H2O

H3O+/H2O, c'est-à-dire H2O.

CH3COOH (aq) + H2O(l)

CH3COO-(aq) + H3O+

HCOOH (aq) + H2O(l)

HCOO- (aq) + H3O+

La transformation chimique entre chacun de ces deudž acides et l'eau n'est pas totale : ces deux acides sont des acides

faibles.

Pour de tels acides, notĠs par la suite HA ou AH pour plus de commoditĠ, on peut dĠfinir pour chacun d'eudž une

3eq eq

A eq H O A KHA donc ionisé), plus sa constante d'acidité est élevée.

La détermination du KA est donc importante pour le chimiste en donnant une idée du classement des acides ou de

bases conjuguées selon leur capacité à se dissocier en solution aqueuse. Actuellement il existe des tables dans tout

laboratoire de physique et de chimie (" Handbook ») reprenant les constantes d'acidité de nombreux couples.

Les constantes d'aciditĠ des couples acideͬbase prennent des ǀaleurs dont les ordres de grandeurs sont trğs diffĠrents,

Le pKA est défini par la relation suivante : pKA= -log KA Dans votre livre, vous trouverez quelques valeurs dans le doc11 page 334 Expérimentalement, est-il possible de déterminer la valeur de cette constante ? Compétences évaluées lors de la séance :

Respecter les consignes de sécurité.

Créer des grandeurs dans Regressi

Utiliser une burette graduée avec précision

Calculer des grandeurs ă l'aide Regressi

Utiliser une pipette jaugée avec précision Utiliser la fonction de modélisation de Regressi

Étalonner un pH-mètre

Exploiter une expression littérale

Réaliser une mesure de pH. Analyser des résultats de façon critique

A gauche :

Acide du couple

A droite : Base conjuguée du couple

" Voici le protocole»

1. PrĠparer une solution d'hydrodžyde de sodium de concentration CB = 0,100 mol.L-1

2. Préparer une solution CA = 0,100 mol.L-1 en CH3COOH (éthanoïque ou acide acétique) ou en HCOOH

(méthanoïque ou acide formique).

3. Remplir la burette graduĠe de solution d'hydrodžyde de sodium de concentration CB ; aprğs l'aǀoir rincĠ

avec celle-ci.

4. Placer dans le bécher VA = 25,0 mL de solution de l'acide de concentration CA ă l'aide d'une pipette jaugĠe

préalablement rincé avec la solution.

5. Ajouter progressivement dans le bécher les volumes VB de base tels qu'indiqués dans le tableau et

mesurer le pH au pH-mètre préalablement étalonné.

6. Compléter le tableau

VB en mL pH VB en mL pH

2,0 14,0

4,0 16,0

6,0 18,0

8,0 20,0

10,0 22,0

12,0 24,0

" Voici l'edžploitation »

Le traitement des données expérimentales se fera à l'aide du tableur Regressi, ce qui permettra de tracer un graphe et

de trouver son équation.

7. Rentrer les valeurs dans Regressi

8. Calculer les grandeurs 1/ VB en litre et [H3O+] en mol.L-1.

9. Tracer le graphique 1/VB en fonction de [H3O+]

10. Déterminer, ă l'aide de la fonction de modĠlisation, la pente ou le coefficient directeur de cette droite.

11. Puis calculer KA à partir de la formule :

12. Pour les deux acides : comparer les valeurs obtenues avec celles théoriques :

CH3COOH/CH3COO- : KA = 1,8 ×10-5 soit pkA = - log KA у 4,8 HCOOH/HCOO- : KA = 1,8×10-4 soit pKA = -log KA у 3,7 Ce protocole permet-il de déterminer les valeurs du KA ou pKA des couples CH3COOH/CH3COO- et

HCOOH/HCOO- ?

un protocole expérimental permettant de déterminer la valeur du pKa du couple CH3COOH/CH3COO- et celle du pKA du couple

Feuille de route

Pour un des deux acides :

- Précisez les conditions de sécurité à respecter en ce qui concerne les produits chimiques utilisés.

- Réalisez les étapes du protocole expérimental. - Déterminez alors les valeurs du KA et du pKA demandées. - Commenter la ǀaleur obtenue, aprğs aǀoir calculer l'Ġcart relatif.

Éléments de sécurité

Hydroxyde de sodium : NaOH

solution 0,1 mol.L-1

Masse molaire : 40,00 g.mol-1

R35 provoque des brûlures

S26-27-37/39 en cas de contact avec les yeux, laver abondamment à l'eau enlever immédiatement tout vêtement souillé

Acide Méthanoïque

HCOOH

Masse molaire : 46,00 g.mol-1

R35 provoque des brûlures

S23-26 ne pas respirer-en cas de contact avec les yeux, laver abondamment á l'eau

Acide Éthanoïque

CH3COOH

Masse molaire : 60,00 g.mol-1

R10-35 inflammable-provoque des brûlures

S23-26 ne pas respirer-en cas de contact avec les yeux, laver abondamment á l'eau

Feuille de recherche

Comment ă partir d'un raisonnement faisant intervenir l'edžpression du KA, le caractère totale de la réaction

modélisant la transformation, les concentrations CA en acide et CB en soude, les volumes VA en acide et VB

arriǀer ă l'edžpression ? Quel est le lien avec le graphe tracé ?

Compte rendu

Il contiendra notamment :

o La courbe demandée de ceux-ci.

o Les quelques lignes de calculs permettant d'aboutir ă la formule et son lien aǀec le graphe et le

Yuelle est l'origine de cette

formule ?

Le protocole semble

donner de bons résultats,quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34