Chimie - exercices sur les couleurs du bleu de bromothymol - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercices sur les couleurs du bleu de bromothymol - correction, Exercices de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur les couleurs du bleu de bromothymol - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Titrage acido-basique avec le bleu de bromothymol, Questions autour du couple acido-basique du ble...
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Exercice I. Les couleurs du bleu de bromothymol 6,5pts

National 2008 EXERCICE I LES COULEURS DU BLEU DE BROMOTHYMOL (6,5 points)

. Titrage acido-basique avec le bleu de bromothymol.

1.1. HO–(aq) + H3O+(aq) = 2 H2O( )

1.2. H2O( ) /HO– (aq)

H3O+(aq) / H2O( )

1.3. À l’équivalence, il y a changement de réactif limitant.

1.4. À l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques, ainsi la quantité d’acide versé est égale à la quantité de soude présente initialement : n(HO–(aq))ini = n(H3O+(aq))versée soit cB.VS = cA.VE

cB = A E

S

c .V

V

cB =

11,00 10 12,3

10,0

  = 1,2310–1 mol.L-1

2. Questions autour du couple acido-basique du bleu de bromothymol.

2.1. HIn(aq) + H2O( ) = In–(aq) + H3O+(aq)

2.2. La constante d’acidité est la constante d’équilibre de la réaction entre l’acide et l’eau : KA = Qr, éq

KA =

- +

(aq) 3 (aq)éq éq

(aq) éq

In . H O

HIn

      

  

3. Détermination du pKA du bleu de bromothymol

3.1.1. Par lecture graphique, sur la figure 1, on obtient une absorbance maximale pour une longueur

d’onde  = 610 nm.

3.1.2. La figure 2, permet de dire que la couleur de la lumière absorbée correspondante est orangée.

3.1.3. La couleur diamétralement opposée, sur la figure 2, est le bleu. La forme basique du BBT est donc bleue en solution aqueuse.

3.2. D’après la figure 1, il faut se placer au maximum d’absorption pour In–, soit 0 = 610 nm. On peut alors remarquer que l’absorbance de HIn est quasiment nulle.

3.3.1. nBBT = c0.V0 nBBT = 3,0×10–4×1,0×10–3 = 3,010–7 mol

3.3.2. c = BBT

0

n

V + V c =

-7

-3

3,0 10

(10,0 + 1,0) 10

= 2,710–5 mol.L-1

3.3.3. A = AHin + -InA Or à la question 3.2. on a vu que l’absorbance de la forme acide AHIn est

quasiment nulle à cette longueur d’onde, donc A = -InA .

3.3.4. c = [In–(aq)]éq + [HIn(aq)]éq Comme, dans la solution S13, la concentration effective en HIn est négligeable devant celle en In-, il vient c = [In–(aq)]éq c est la valeur maximale de [In–(aq)]éq, donc c = [In–(aq)]max Amax = k.[In–(aq)]max Amax = k.c

3.3.5. Amax = k.c donc k = maxA

c

Or A = k.[In–(aq)]éq soit A = maxA

c .[In–(aq)]éq

finalement -

(aq) éq max

A In = .c

A   

3.4.1. D’après la courbe de la figure 3, [HIn] = [In–] pour pH = 7,2

KA =

- +

(aq) 3 (aq)éq éq

(aq) éq

In . H O

HIn

      

  

pKA = –log KA = –log

- +

(aq) 3 (aq)éq éq

(aq) éq

In . H O

HIn

             

log a.b = log a + log b

pKA = –log

-

(aq) éq

(aq) éq

In

HIn

  

  

– log +

3 (aq) éq H O   = pH – log

-

(aq) éq

(aq) éq

In

HIn

  

  

pH = pKA + log

-

(aq) éq

(aq) éq

In

HIn

  

  

Si [HIn(aq)]éq = [In–(aq)]éq alors pH = pKA

pKA = 7,2

3.4.2.

3.4.3. On obtient une superposition de bleu et de jaune, soit du vert.

4. Utilisation du bleu de bromothymol pour le titrage de la partie 1

4.1. Avant l’équivalence, le milieu est basique en raison de la présence des anions hydroxyde HO– , la solution est colorée en bleu.

À l’équivalence le pH est de 7,0, la solution change de couleur et devient verte.

4.2. La zone de virage du bleu de bromothymol contient le pH à l’équivalence. On peut donc affirmer que le bleu de bromothymol convient pour le titrage.

pH 7,2

In–(aq) HIn(aq)

pKA –1 = 6,2

pKA +1 = 8,2

Jaune Bleu

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