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

Travaux pratiques sur l'aspirine , Exercices de Chimie

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Travaux pratiques de sciences chimiques sur l'aspirine. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de la transformation chimique par mesure du pH, Détermination de la constante d'équilibre de la réaction par...
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EXERCICE 1

EXERCICE 1. À PROPOS DE L'ASPIRINE... (4 points)

L'aspirine reste le médicament le plus consommé au monde.

L'aspirine peut se présenter sous de multiples formes (comprimés simples ou effervescents, poudre

soluble...), chacune renfermant de l'acide acétylsalicylique, principe actif. Par la suite, cet acide est noté

AH et l'ion acétylsalicylate A– .

L'exercice qui suit a pour but d'étudier le comportement de la molécule AH en solution aqueuse. La

réaction entre la molécule AH et l'eau modélise la transformation étudiée.

Les parties 1. et 2. ont en commun le calcul de l'avancement final de cette réaction par deux techniques

différentes dont la précision sera discutée dans la partie 3.

Données:

Conductivités molaires ioniques à 25 °C

Espèces chimiques H3O+ HO – A –

en mS.m2.mol-1 35,0 19,9 3,6

pKA à 25 °C AH / A– : 3,5 H2O / HO – : 14

Masse molaire moléculaire de l'acide acétylsalicylique AH : M = 180 g.mol-1

Par dissolution d'une masse précise d'acide acétylsalicylique pur, on prépare un volume

VS = 500,0 mL d'une solution aqueuse d'acide acétylsalicylique, notée S, de concentration molaire en

soluté apporté cS = 5,55  10-3 mol.L-1.

1. Étude de la transformation chimique par une mesure de pH

À 25 °C, la mesure du pH de la solution S à l'équilibre donne 2,9.

1.1. Déterminer, à l'équilibre, la concentration [H3O+]éq en ions oxonium dans la solution S préparée.

1.2. L'acide acétylsalicylique AH réagit avec l'eau.

Écrire l'équation de la réaction modélisant cette transformation chimique.

1.3. Déterminer l'avancement final xf de la réaction (on pourra s'aider d'un tableau descriptif de l'évolution

du système).

1.4. Déterminer l'avancement maximal xmax de la réaction.

1.5. Déterminer le taux d'avancement final  de la réaction.

La transformation étudiée est-elle totale?

2. Détermination de la constante d'équilibre de la réaction par conductimétrie

À 25 °C, on mesure la conductivité de la solution S à l'aide d'un conductimètre.

On obtient = 44 mS.m-1. La conductivité de la solution est liée à la concentration des ions qu'elle contient et à leur conductivité

molaire ionique par la relation :

=  OH3 . [H3O+] +  A . [A

-] + HO . [HO -]

Dans les conditions de l'expérience, on peut négliger la contribution des ions HO– à la conductivité de la

solution. La relation précédente devient:

=  OH3 . [H3O+]éq +  A . [A

-]éq relation (1)

2.1. Exprimer l'avancement final xf de la réaction entre l'acide AH et l'eau en fonction de , des conductivités molaires ioniques utiles et du volume VS (on pourra s'aider du tableau descriptif de

l'évolution du système comme à la question 1.3.).

2.2. En déduire la valeur de xf.

2.3. Calculer les concentrations molaires à l'équilibre des espèces AH, A- et H3O+.

2.4. Donner l'expression de la constante d'équilibre K associée à l'équation de la réaction entre l'acide AH

et l'eau, puis la calculer.

3. Précision des deux techniques utilisées: pH-métrie et conductimétrie.

Le pH-mètre utilisé donne une valeur de pH précise à 0,1 unité de pH près, et le conductimètre donne une valeur de conductivité précise à 1mS. m-1 près.

La valeur du pH est donc comprise entre 2,8 et 3,0 et celle de la conductivité entre 43 mS. m-1 et

45 mS. m-1 .

Le tableau ci-dessous indique les valeurs de l'avancement final de la réaction calculées pour ces

différentes valeurs de pH et de conductivité:

pH= 2,8 pH = 3,0 = 43 mS. m-1 = 45 mS. m-1

xf (en mol) 7,9 10-4 5,0 10-4 5,6 10-4 5,8 10-4

Conclure brièvement sur la précision des deux techniques, sans procéder à un calcul d'erreur relative.

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