Corrigé - Caractérisation du couple acide éthanoïque/ion éthanoate

1. Les résultats des mesures dans un fichier Régressi.

2. En prenant par exemple la solution \(\mathrm{S_4}\), on a \(\mathrm{\tau_\mathrm{f}=\frac{{1mol\cdot L^{-1}}}{1,0\times10^{-2}mol\cdot L^{-1}}\times10^{-3,3}}= 0,050\). Comme \(\mathrm{\tau_\mathrm{f}}<1\), l'acide éthanoïque est un acide faible.

Pour les questions suivantes, le tableur avec les résultats est donné ci-dessous.

3. À partir de la définition du pH, on peut calculer pour les quatre solutions la valeur de la concentration en ions oxonium grâce à la relation \(\mathrm{[H_3O^+]=c^o\times10^{-pH}}\). On rajoute donc sur le tableur de la question 1 une grandeur calculée telle que CH3Of= 1*10^(-pH).

4. D'après l'équation de réaction, la concentration à l'équilibre des ions oxonium et éthanoate sont égales, donc Cbasef = CH3Of.

5. Pour une solution donnée, la concentration en acide éthanoïque à l'équilibre est égale à la concentration initiale en acide moins la concentration finale en ion éthanoate donc
Cacidef = Cacide - Cbasef.

6. On rajoute une colonne avec comme nouvelle grandeur calculée R = Cbasef/Cacidef.

7. On rajoute une colonne avec comme nouvelle grandeur calculée logR=LOG(R).

8. On trace pH = f(logR).

On modélise cette courbe par une fonction affine (droite ne passant pas par l'origine).

Le coefficient directeur de cette droite est a = 0,936 et l'ordonnée à l'origine est b = 4,42.

9. Par identification avec la relation fournie, on a \(\mathrm{pK_A=4,42}\). Donc, avec cette méthode, la valeur estimée de la constante d'acidité du couple acide-éthanoïque/ion éthanoate à la température des mesures est \(K_\text{A,méthode n°1}=10^{-4,42}=3,8\times10^{-5}\).

10. On prépare une solution tampon équimolaire d'acide éthanoïque de la manière suivante :

• dans un bécher de 100 mL, introduire à la pipette jaugée 20 mL de la solution d'acide éthanoïque à la concentration `C_\text{acide,2}=1,0\times10^{-1}\ "mol·L"^-1` ;
• introduire à la pipette jaugée 20 mL de la solution d'éthanoate de sodium à la concentration `C_\text{base,2}=1,0\times10^{-1}\ "mol·L"^-1` ;
• agiter à l'aide du barreau aimanté et de l'agitateur magnétique.

On mesure le pH de cette solution tampon équimolaire en acide éthanoïque et ion éthanoate et on trouve \(\mathrm{pH=4,48}\). On a donc \(\mathrm{pK_A=4,48}\) .

Avec cette méthode, la valeur estimée de la constante d'acidité du couple acide-éthanoïque/ion éthanoate à la température des mesures est \(K_\text{A,méthode n°2}=10^{-4,48}=3,3\times10^{-5}\).