Terminale Spécialité Physique/chimie : Liste des chapitres
Chap10 : Équilibre acide-base
Exercices
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10.Eac4 : Solution d’acide éthanoïque

On considère un volume \(V = \pu{100 mL}\) de solution aqueuse d’acide éthanoïque de concentration en acide apporté \(C_i = \pu{1,0E-2 mol*L-1}\). Le \(pH\) de cette solution vaut \(\pu{2,9}\).

Déterminer la valeur de la constante d’acidité du couple acide éthanoïque / ion éthanoate.

Afficher la correction

Equation de la réaction de l'acide avec l'eau

\(\ce{CH3COOH + H2O <--> CH3COO- + H3O+}\)

Expression de la constante d'équilibre

\(K = \dfrac{[\ce{CH3COO-}]_f×[\ce{H3O+}]_f}{[\ce{CH3COOH}]_f}\)

Tableau d'avancement

Av. \(\ce{CH3COOH}\) \(\ce{+}\) \(\ce{H2O}\) \(\ce{<-->}\) \(\ce{CH3COO-}\) \(\ce{H3O+}\)
État initial \(x = 0\) \(n_0(\ce{CH3COOH})\) Solvant (excès)   \(0\) \(0\)
État final \(x = x_f\) \(n_f(\ce{CH3COOH}) = n_i(\ce{CH3COOH}) - x_f\) Solvant (excès)   \(n_f(\ce{CH3COO-}) = x_f\) \(n_f(\ce{H3O+}) = x_f\)

Relation entre \(x_f\) et le \(pH\)

D'après le tableau d'avancement \(n_f(\ce{H3O+}) = x_f\)

D'où \([\ce{H3O+}]_f = \dfrac{x_f}{V}\)

Or \([\ce{H3O+}] = 10^{-pH}\)

Donc \(\dfrac{x_f}{V} = 10^{-pH_f}\)

Concentration des différentes espèces dans l'état final en fonction du \(pH\)

\(\begin{align} [\ce{CH3COO-}]_f &= \dfrac{x_f}{V} \\ &= 10^{-pH_f} \\ \end{align}\)

\(\begin{align} [\ce{H3O+}]_f &= \dfrac{x_f}{V} \\ &= 10^{-pH_f} \end{align}\)

\(\begin{align} [\ce{CH3COOH}]_f &= \dfrac{n_f(\ce{CH3COOH})}{V} \\ &= \dfrac{n_i(\ce{CH3COOH})}{V} - \dfrac{x_f}{V} \\ &= C_i - 10^{-pH_f} \end{align}\)

Bilan

\(\begin{align} K &= \dfrac{[\ce{CH3COO-}]_f×[\ce{H3O+}]_f}{[\ce{CH3COOH}]_f} \\ &= \dfrac{10^{-pH_f} × 10^{-pH_f}} {C_i - 10^{-pH_f}} \\ &= \pu{1,8E-4} \end{align}\)