Travaux pratiques sur l'acide formique, Exercices de Chimie
Renee88
Renee8824 April 2014

Travaux pratiques sur l'acide formique, Exercices de Chimie

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Travaux pratiques de sciences chimiques sur l'acide formique. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Équation de la réaction, La concentration.
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EXERCICE III – A PROPOS DE L’ACIDE FORMIQUE (4 points)

Amérique du nord 2004(4 points)

EXERCICE III – A PROPOS DE L’ACIDE FORMIQUE

Pour se défendre, les fourmis utilisent deux moyens : leurs mandibules et la

projection d’acide formique. Les mandibules servent à immobiliser l’ennemi tandis

que l’acide formique brûle la victime. Une fourmi se sentant menacée se dresse sur

ses deux pattes arrière et peut projeter sur l’ennemi un jet d’acide formique à plus

de 30 centimètres grâce à son abdomen.

L’acide formique (ou acide méthanoïque) soluble dans l’eau a pour formule

semi-développée HCOOH. On se propose d’étudier quelques propriétés d’une

solution aqueuse de cet acide.

Données :

- Masses molaires atomiques : M(C) = 12 g.mol-1

M(H) = 1 g.mol-1

M(O) = 16 g.mol-1

- Constante d’acidité à 25°C : KA(HCOOH / HCOO–) = 1,810–4

- Conductivités molaires ioniques à 25°C (conditions de l’expérience) :

 (H3O+) = 35,010-3 S.m².mol-1  (HCOO-) = 5,4610-3 S.m².mol-1

On rappelle l’expression de la conductivité  d’une solution en fonction des concentrations molaires des

espèces ioniques Xi dissoutes  =  i.[Xi]

1. Dans une fiole jaugée de volume V0 = 100 mL, on introduit une masse m d’acide formique, puis on

complète cette fiole avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge et on l’homogénéise. On dispose d’une

solution S0 d’acide formique de concentration molaire C0 = 0,01 mol.L-1.

a) Calculer la masse m.

b) Ecrire l’équation de la réaction associée à la transformation de l’acide formique en présence

d’eau.

c) Compléter le tableau 1 d’avancement joint en annexe (à rendre avec la copie) correspondant à

cette transformation chimique, en fonction de C0, V0, xmax et xéq. On note xéq l’avancement à l’état

d’équilibre et xmax l’avancement de la réaction supposée totale.

d) Exprimer le taux d’avancement final  en fonction de la concentration en ions oxonium à

l’équilibre [H3O+]éq et de C0.

e) Donner l’expression du quotient de réaction à l’état d’équilibre Qr, éq.

Montrer que ce quotient peut s’écrire sous la forme : éq

éq

éqr OHC

OH Q

][

][

30

2 3

, 

 

2. Exprimer la conductivité  de la solution d’acide formique à l’état d’équilibre en fonction des

conductivités molaires ioniques des ions présents et de la concentration en ions oxonium à l’équilibre

[H3O+]éq.

3. La mesure de la conductivité de la solution S0 donne  = 0,05 S.m-1 à 25°C.

a) En utilisant les relations obtenues précédemment, compléter le tableau 2 fourni en annexe.

b) Comparer la valeur expérimentale de Qr, éq avec la valeur de la constante KA du couple

HCOOH / HCOO-.

4. On réalise la mêmeétude, en utilisant une solution S1 d’acide formique de concentration

C1 = 0,10 mol.L-1. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 2 (fourni en annexe).

En déduire l’influence de la concentration de la solution sur :

a) le taux d’avancement de la réaction ;

b) le quotient de réaction dans l’état d’équilibre.

ANNEXE

Tableau 1

Équation de la réaction

État du système Avancement

en mol Quantité de matière en mol

État initial 0

État final (si la

transformation

était totale)

xmax

État d'équilibre

(transformation

non totale)

xéq

Tableau 2

Solution S0 S1

Ci (mol.L–1) 0,010 0,10

 (S.m–1) 0,050 0,17

[H3O+]éq (mol.m–3) 4,2

[H3O+]éq (mol.L–1) 4,2.10–3

 (%) 4,2

Qr, éq 1,8.10–4

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