Correction Des Exercices Du Chapitre 7: Exercice N° 12 P 143

Classe de TS Partie B-Chap 7
Chimie Correction exercices
Correction des exercices du chapitre 7
Exercice n° 12 p 143 :
a. La courbe rouge correspond à l’espèce prédominante lorsque le pH est faible. Il s’agit donc de l’acide
du couple : l’acide éthanoïque.
La courbe bleu correspond au contraire à l’espèce prédominante lorsque le pH est élevé, c’est la base
du couple : l’ion éthanoate.
b. On obtient l’égalité pH = pKA lorsque les deux espèces du couple sont présentes à concentrations
égales : c’est donc au point d’intersection des courbes rouge et bleu.
c. D’après le graphique, lorsque le pH est égal à 5.0 ; nous avons 60% d’ions éthanoate et 40% d’acide
éthanoïque.
[ ]
CH 3 COO − ( aq )
On peut alors obtenir le pKA à ce pH : pH = pKA + log
[
CH 3 COOH ( aq )]
[CH COO ] = 5.0 – log 0.60 = 4.8
−
( aq )
[CH COOH ]
3
D’où pKA = pH – log
3 0.40
( aq )
d. D’après le graphique, lorsque le pH est égal à 4.0 ; nous avons 10% d’ions éthanoate et 90% d’acide
éthanoïque.
0.10
On peut alors obtenir le pKA à ce pH : pKA = 4.0 – log = 5.0
0.90
[
CH 3 COO − ( aq ) ] 1
e. On a alors : pH = pKA + log
[
CH 3 COOH ( aq ) ]
= pKA + log
10
= pKA -1
Question mal posée
Sur le graphique on obtient alors la valeur du pH : 3.8
On va tout d’abord s’intéresser au classement des acides :

Nous savons que la solution d’acide chlorhydrique est obtenue par dissolution du chlorure
d’hydrogène dans l’eau et que cette réaction est totale. Le pH de la solution d’acide chlorhydrique est
donnée par :
pH = - log c = 1. Cette solution est la plus acide de toute (pKA(H3O+(aq)/H2O(l)) = 0).
Maintenant on sait que pour les acides, si pKA < pKA’ alors pH < pH’.
La solution de pH le plus faible après la solution d’acide chlorhydrique est donc la solution d’acide
benzoïque.
Ensuite vient la solution de chlorure d’ammonium.
Pour les acides on a donc : B < A < E
Intéressons nous aux bases :

On sait que pour les bases : si pKA > pKA’ alors pH > pH’
Nous savons que la solution d’hydroxyde de sodium est très basique (pKA(H2O(l)/OH-(aq)) = 14).
Elle aura le pH le plus élevée. Vient ensuite la solution d’ammoniac, puis la solution de benzoate de
sodium.
Pour les bases on a donc : D < C < G
Il ne reste plus que la solution de chlorure de sodium que l’on placera au milieu des acides et des
bases puisque ni Na+(aq) ni Cl-(aq) n’a de réelles propriétés acido-basiques.
Au final : B<A<E<F<D<C<G
1
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1) Préparation de la solution de benzoate de sodium :

a. Dissolution du benzoate de sodium dans l’eau :
C6H5-COONa(s) = C6H5-COO-(aq) + Na+(aq)
b. Les espèces chimiques introduites sont donc les ions benzoate qui ont un caractère basique et les ions
sodium qui n’ont aucun caractère acido-basiques.
c. Réaction de l’ion benzoate avec l’eau :
C6H5-COO-(aq) + H2O(l) = C6H5-COOH(aq) + OH-(aq)
d. Constante de réaction :
[ ] [
C 6 H 5 − COOH ( aq ) éq × OH − ( aq ) éq ] [
C 6 H 5 − COOH ( aq ) éq × K e ]
K e 10 −14
K1 = = = = −4.2 = 10 −9.8
[ −
C 6 H 5 − COO ( aq ) éq ] −
[ +
] [
C 6 H 5 − COO ( aq ) éq × H 3O ( aq ) éq K A 10 ]
e. Concentration de la solution :
m 72
n= = = 0.50mol
M 7 * 12 + 5 * 1 + 2 * 16 + 23
n 0.50
c= = = 5mol / L
V 0.100
2) Ajout d’une solution d’acide chlorhydrique :

a. Les espèces introduites sont C6H5-COO-(aq) et Na+(aq) puis H3O+(aq) et Cl-(aq).
b. La base C6H5-COO-(aq)va réagir avec l’acide H3O+(aq) :
C6H5-COO-(aq)+ H3O+(aq) = C6H5-COOH(aq) + H2O(l)
[
C 6 H 5 − COOH ( aq ) éq 1 1 ]
Constante d’équilibre : K 2 = = = − 4.2 = 10 4.2
−
[ +
C 6 H 5 − COO ( aq ) éq × H 3O ( aq ) éq K A 10] [ ]
c. La réaction qui se produit est la suivante :
Equation de la réaction C6H5-COO-(aq) + H3O+(aq) = C6H5-COOH(aq) + H2O(l)

Avancement
Etat
(mol)
Initial 0 c×V c’×V’ 0 Excès
En cours x cV - x c’×V’ - x x Excès
Final xf cV – xf c’×V’ – xf = 0 xf Excès
La réaction est totale (K = 104.2), ainsi la quantité d’ions oxonium va disparaître entièrement (puisque les
ions benzoate ne peuvent pas être réactif limitant étant donné qu’on les veut présents à la fin de la
réaction) :
c ×V c ×V
On a donc xf = c’×V’ et cV – xf = xf D’où xf = = c'×V ' et V’=
2 2 × c'
−3
5 × 100 * 10
On trouve V’ = = 2 .5 L
2 × 0.10
[C H − COO − ( aq ) ]
[C H ]
6 5
d. Comme pH = pKA + log
6 5 − COOH ( aq )
[
si C6 H 5 − COO −
( aq ) ] = [C H
6 5 − COOH ( aq ) ] alors pH = pKA.

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On va tout d’abord s’intéresser au classement des acides :

Pour les acides on a donc : B < A < E

Intéressons nous aux bases :

Pour les bases on a donc : D < C < G

1) Préparation de la solution de benzoate de sodium :

2) Ajout d’une solution d’acide chlorhydrique :

Equation de la réaction C6H5-COO-(aq) + H3O+(aq) = C6H5-COOH(aq) + H2O(l)

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