Chimie - exercices sur l’eau distillée et son ph - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercices sur l’eau distillée et son ph - correction, Exercices de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur l’eau distillée et son ph - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: pH de l’eau pure à 25°C, Eau distillée laissée à l’air libre, Influence de la composition atmosphérique.
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Exercice III. L'eau distillée et son pH (4 points)

Antilles Guyane 2009 EXERCICE III. L’EAU DISTILLÉE ET SON pH ( 4 points)

1. pH de l’eau pure à 25°C

1.1. autoprotolyse de l’eau : 2H2O( ) = H3O+ + HO–(aq) 1.2. Ke = [H3O+]éq . [HO–(aq)]éq. Cette constante d’équilibre est appelée produit ionique de l’eau.

1.3.1. Ke = 1,010–7  1,010–7 = 1,010–14 1.3.2. pH = – log[H3O+]éq

pH = – log (1,010–7) = 7,02. Eau distillée laissée à l’air libre

2.1. Les couples acido-basiques mis en jeu sont : Couple 1 : CO2,H2O / HCO3–(aq) et Couple 2 : H3O+ / H2O( )

2.2. KA =  

( ).

,

3 3 aqéq éq

2 2 éq

H O HCO

CO H O

       

2.3. pKA = – logKA = – log  

( ).

,

3 3 aqéq éq

2 2 éq

H O HCO

CO H O

        log(a.b) = log a + log b

pKA = – log [H3O+]éq – log  

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

  

pKA = pH – log  

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

  

pH = pKA + log  

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

   relation (1)

2.4. D’après la relation 1, log  

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

   = pH – pKA

 

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

   = 10pH–pKA

 

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

   = 10(5,7 – 6,4) = 10 –0,7 = 0,20

 

( )

,

3 aq éq

2 2 éq

HCO

CO H O

   < 1, donc [HCO3–(aq)]éq < [CO2,H2O], ainsi l’espèce CO2,H2O prédomine sur HCO3–.

2.5. Diagramme de prédominance :

HCO3–

pH 6,4

CO2,H2O pKA

2.6. Tableau d’avancement 2.6.1.

Équation de la réaction CO2,H2O + H2O( ) = HCO3–(aq) + H3O+

État du système chimique

Avancement (mol)

État initial (mol)

0 c.V solvant 0 0

État intermédiaire (mol)

x c.V – x solvant x x

État final (à l’équilibre) (mol)

xéq c.V – xéq solvant xéq xéq

2.6.2. D’après l’équation chimique [HCO3–(aq)]éq = [H3O+]éq Or [H3O+] = 10–pH

ainsi [HCO3–(aq)]éq = 10–5,7 = 2,010–6 mol.L–1

2.6.3. D’après 2.2. KA =  

( ).

,

3 3 aqéq éq

2 2 éq

H O HCO

CO H O

       

avec [HCO3–(aq)]éq = [H3O+]éq = 10–pH, il vient KA =  ,

2pH

2 2 éq

10

CO H O

donc [CO2,H2O]éq = 2pH

A

10

K

.

Enfin KA = 10–pKA, soit [CO2,H2O]éq =  A

A

2pH pK 2pH

pK

10 10

10

 

 

[CO2,H2O]éq = 10(6,4 –25,7) = 10–5,0 = 1,010–5 mol.L–1

2.6.4. [CO2,H2O]éq = . éqc V x

V

 = c – [H3O+]éq = c – 10–pH

c = [CO2,H2O]éq + 10–pH

c = 1,010–5 + 10–5,7 = 1,210–5 mol.L–1 3. Influence de la composition atmosphérique

3.1. 2CO

p = ,0 038

100 1,013105 = 38,494 = 38 Pa avec deux chiffres significatifs.

3.2. [CO2,H2O]éq = k. 2CO

p

[CO2,H2O]éq = 3,410–7  38,494 = 1,310–5 mol.L–1

3.3. En 2.6.3., on a trouvé au laboratoire [CO2,H2O]éq = 1,010–5 mol.L–1 donc une concentration plus faible en dioxyde de carbone que celle obtenue avec de l’air à 0,038 % de CO2. [CO2,H2O]éq est proportionnelle au pourcentage en dioxyde de carbone. Ainsi l’air du laboratoire possède un pourcentage en dioxyde de carbone plus petit que 0,038 %

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