Exercice 2 - Déterminer la valeur du taux d'avancement final en connaissant la valeur du pH

Pour nettoyer une plaque de cuisson électrique encrassée, une méthode consiste à déposer, avant de frotter, de l'hydrogénocarbonate de sodium solide (vendu sous le nom de bicarbonate de soude) tout autour des plaques électriques puis à verser du vinaigre ménager.

D'après www.delcourt.fr. 

Dans cet exercice, on étudie la composition d'un vinaigre ménager, puis la cinétique de sa transformation chimique avec de l'hydrogénocarbonate de sodium.

`\begin{array}{|l|l|}\hline\textbf{Nom du produit} & \textbf{Vinaigre ménager 14°} \\ \hline\mathrm{Masse\; volumique\; \rho} & \mathrm{1,0\;g\cdot mL^{-1}} \\ \hline\text{pH} & 2,2 \\ \hline\end{array}`

Fiche sécurité du vinaigre ménager 14°.

Données :

• numéros atomiques : \(Z(\mathrm{H})=1\) ; \(Z(\mathrm{C})=6\) ; \(Z(\mathrm{O})=8\) ;
• masses molaires atomiques en \(\mathrm{g\cdot mol^{-1}}\): \(M(\mathrm{H})=1\) ; \(M(\mathrm{C})=12\) ; \(M(\mathrm{O})=16\);
  
• \(\mathrm{p}K_\mathrm{A}\) du couple acide éthanoïque/ion éthanoate : \(\mathrm{p}K_\mathrm{A}=4,76\).
  

Étude de quelques propriétés acido-basiques de l'acide éthanoïque

Le vinaigre ménager est une solution aqueuse d'acide éthanoïque de formule \(\mathrm{CH_3COOH}\). Dans cette partie on souhaite vérifier que l'acide éthanoïque est bien un acide faible dans l'eau. 

Q1. Indiquer l'espèce majoritaire du couple de l'acide éthanoïque présente dans un vinaigre ménager 14°. Justifier.

Le pH d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque de concentration \(\mathrm{5,0\times10^{-3}\;mol\cdot L^{-1} }\) est de 3,5. 

Q2. Écrire l'équation de la réaction modélisant la transformation chimique entre l'acide éthanoïque et l'eau.

Q3. En utilisant la valeur du pH de la solution, montrer que le taux d'avancement final \(\tau\) de cette réaction est de l'ordre de 6 %. Commenter ce résultat quant à la force de l'aride éthanoïque dans l'eau. 

Besoin d'aide ? Vous pouvez consulter votre cours et vous entraîner avec le point méthode 2.