Les réactions acido-basiques : Exercices corrigés

Chimie - Série d’exercices corrigés : les Transformations associées à des réactions acido-basiques 2bac BIOF,

Sciences physiques mathématique et SVT. 

Exercice 1 : l’essentiel du cours.

1.  Donner la relation entre pH et la concentration des ions [H₃O⁺] .
2. Donner l’expression de la constante d’acidité k_a associée au couple acido basique AH/A^-.
3. On considère la réaction acido-basique (1) : AH_(aq) + H₂O_(l) ⇄ H₃O⁺ _(aq) + A^- _(aq). Ecrire la constante d’équilibre Q_r,éq associée à la réaction (1) en fonction de K_a, En déduire la relation littérale entre pH de la solution, la constante d’acidité Ka et les concentrations des ions AH et A^-.
4. Sachant que [AH]_éq = [A-]_éq que devient le pH de la solution à l’équilibre.
5. La solution est acide de pH=3.3 a une constante d’acidité telle que pKa=9,2, lequel des deux espèces est le prédominante ? Justifier.

Corrigé d'exercice 1 :

Exercice 2 : réaction de l’acide benzoïque C₆H₅COOH sur la base HCOO^- l’ion formiate ou méthanoate.

1. Ecrire la réaction acido basique qui se produit entre les deux espèces.
2. Montrer que la réaction n’est pas totale, sachant que :

pka₁=pk_a(C₆H₅COOH/ C₆H₅COO^- ) = 4,2

pka₂= pk_a(HCOOH/ HCOO^- )=3,8 .

Corrigé d'exercice 2 :

Exercice 3 : Calcul de la constante d’acidité à partir de la valeur de pH.

Une solution aqueuse d’acide méthanoïque de concentration C, de volume V=100mL, la mesure du pH de la solution donne pH=2,9.

 La solution est obtenue en dissolvant dans l’eau de même volume V une masse m d’acide méthanoïque HCOOH.

1. Déterminer la masse m nécessaire pour avoir une concentration C=0.01mol/L.
2. Dresser le tableau d’avancement de la réaction produite entre l’acide méthanoïque et l’eau.
3. Que peut-on dire des concentrations [H₃O⁺]_f et [HCOO^- ]_f.
4. Calculer le taux d’avancement de la réaction τ.
5. Montrer que la constante d’acidité est donnée par la relation : 
6. Calculer K_a. En évaluant le quotient  , préciser l’espèce acido-basique prédominante dans la solution.

On donne : M(HCCOH)=46g/mol.

Corrigé d'exercice 3 :

Exercice 4 :

On considère une solution aqueuse (Sa) à 25°C d’acide butanoïque C₃H₇CO₂H de concentration molaire Ca=2,0.10^-3 mol/L de volume Va=1L. le pH de la solution mesuré à l‘équilibre est pH= 3,76.

1. écrire la réaction acido-basique de l’acide butanoïque et l’eau.
2. Dresser le tableau d’avancement en fonction de Ca, Va, x et l’avancement à l’équilibre x_éq.
3. Calculer le taux d’avancement final τ de la réaction, Conclure.
4. établir la relation entre la constante d’équilibre K associée à la réaction et le taux d’avancement τ.
5. En déduire la valeur de pKa(C₃H₇CO₂H_(aq)/C₃H₇CO₂^-_(aq) ).

Corrigé d'exercice 4 :