réactions et courbe

[Sû, ST2S]

Bonjour
Je dois faire un exercice mais je n'ai pas compris (j'ai passé trop de temps dans le cours, et je n'ai pas du tout compris)

Voici:
Pour vérifier la concentration d'une solution commerciale, on procède à un titrage pH-métrique des ions lactate contenus dans cette solution.
On prélève un volume V1 = 20,0 mL de solution S de lactate de sodium et l'on y verse une solution d'acide chlorhydrique H3O+(aq) + Cl-(aq) de concentration molaire en soluté apporté C2 = 1,00mol.L^(-1). On mesure le pH au fur et à mesure de l'addition d'acide. On obtient la courbe (image).

1. Écrire l'équation de la réaction du titrage, la transformation associée étant considérée comme totale.

Bon je ne suis pas sûre mais j'ai quant même essayé:
Cl- + H3O+ ----> HCl + H20

2. Déterminer graphiquement le volume d'acide versé à l'équivalence V2E , en indiquant la méthode choisie.

J'ai choisi la méthode des tangentes (image) et le point équivalent est : V2(e) =19mL

3. En déduire la concentration molaire en soluté apporté C1 de la solution de lactate de sodium. On pourra s'aider d'un tableau d'avancement.

Sa doit être :
C1*V1=C2*V2 donc C1= (1,00 * 19.10^(-3) ) / 20.10^(-3) = 0,95mol
Là je ne sais pas comment faire de tableau d'avancement. Pourriez vous m'aider ?
Je n'arrive pas à le remplir

4. Pour vérifier que la réaction support du dosage est bien totale, on se place dans un cas particulier avant l'équivalence lorsque l'on a versé 9,0 mL d'acide.
a. Calculer la quantité d'ions oxonium H3O+ introduite dans ces conditions.

Là je n'arrive pas à faire le lien avec les ions oxonium et la quantité versée (9,0mL d'acide)

b. Le pH de la solution est alors égal à 4,0. Calculer la quantité d'ions oxonium H3O+ alors présente dans la solution.
H3O+ = 10^(-4)
c. En déduire que la transformation pouvait être considérée comme totale.

Il faudrait que je comprends le début de l'exercice pour pouvoir faire la fin.
Est-ce que vous pouvais m'aider, s'il vous plait?

[SoS(17)]

Bonjour Sû,

1. l'équation que vous avez écrite laisse penser que l'ion lactate a pour formule Cl-. Etes-vous sûre de cela ?
2. Ve = 19,0 mL : oui.
3. Chiffre exact (attention au nombre de chiffres significatifs) mais une erreur d'unité ! Attention toutefois à bien dire que cette relation n'est valable qu'à l'équivalence qu'il faut savoir définir. Le tableau d'avancement n'est guère utile ici, mais si vous y tenez....je vous aiderai quand votre équation sera juste !
4.a. Vous connaissez la concentration en ions oxonium et le volume utilisé : le calcul de la quantité de matière ne doit pas vous poser de problème....

[Sû, ST2S]

Ah merci beaucoup de m'aider.

Et bien en fait il y a une partie de l'énoncé que je n'ai pas cité. Je pensais que ça serait inutile.
Voici:
Des solutions d’hydrogénocarbonate de sodium ou de lactate de sodium sont utilisées en injection par les médecins pour leurs
propriétés alcalinisantes (traitement de l’excès d’acidité)
L’ion lactate est la base conjuguée de l’acide lactique (ou acide 2-hydroxypropanoïque) de formule : CH3-CHOH-COOH
1) Recopier la formule de l’acide lactique. Entourer et nommer les groupes caractéristiques (ou fonctionnels) présents dans la
molécule d’acide lactique.
On m'avait déjà aidé là dessus (dans ce forum)
L’acide lactique sera noté AH dans la suite du problème.
2) Écrire la formule semi-développée de l’ion lactate. L’ion lactate sera noté A– dans la suite du problème.
Et là aussi on m'a aidé. J'ai pensé que faire la suite de l'exercice serait facile mais je n'ai pas réussi. Sa va j'ai compris un peu, mais il est difficile.

Donc si je comprends bien, pour pouvoir faire l'équation correctement, il faut aussi utiliser la formule CH3-CHOH-COOH.
Alors sa donnerait:

CH3-CHOH-COOH + Cl- + H3O+ = HCl + H2O

Pour le volume équivalent, il faut le définir? Si je reprends mon cours,
Au point équivalent, noté E, il y a équivalence du dosage. Son abscisse est notée V(eq) et est appelée: volume équivalent.

Il y a égalité entre quantités de matière d'acide et de base, soit:
nH3O+ initialement présents= n OH+ ajoutés soit: (je n'ai pas compris ce que j'ai mis en gras)
Ca*Va= Cb*Vb(eq)

Application numérique:
C1= (1,00 * 19.10^(-3) ) / 20.10^(-3) = 0,95mol

Mais je ne comprends pas pourquoi mon unité est fausse. C2 est bien en mol donc pourquoi pas C1 ?
Pour le tableau d'avancement, si vous dites que ce n'est pas utile alors ça ne sert à rien de le faire. Mais pourquoi l'avoir demandé dans la question? Vous croyais que sa me sera utile pour le bac? J'aimerais bien savoir comment le remplir. Mais pour ça je dois savoir si mon équation est correcte.
Vous savez je la fais au hasard, je mets Cl par ci et HCl par là. Je ne sais pas pourquoi car je n'ai pas compris comment faire.

pour la 3) a. Je crois savoir

0,95.10^(-3) / 19 = 5.10^(-5)

Voilà, j'espère que mes réponses sont correctes. Je fais de mon mieux en tous cas.

[SoS(17)]

Il FAUT que vous appreniez à écrire une équation sans faire appel au hasard !
La réaction que l'on vous demande est une réaction acido-basique : elle intervient entre l'acide d'un couple et la base d'un autre couple.
L'acide, PAR DEFINITION, libère un proton H+; la base le capte.
L'ion lactate est une base : CH3-CHOH-COO- + H+ = CH3-CHOH-COOH (base + H+ = acide)
L'ion H3O+ d'une solution d'acide chlorhydrique est un acide : H3O+ = H+ + H2O (acide = H+ + base)
Le bilan est donc CH3-CHOH-COO- + H3O+ = CH3- CHOH-COOH + H2O que l'on peut noter A- + H3O+ = AH + H2O
Vous devez de plus vérifier que l'équation est ajustée (en charges et en éléments).

Ensuite, il s'agit de définir l'équivalence pas le volume équivalent.
A l'équivalence, les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques, c'est-à-dire dans les proportions indiquées par l'équation. Si vous la lisez, vous voyez que 1 mol de A- réagit avec 1 mol de H3O+, donc la quantité d'ions lactate dosés est égale à la quantité d'ions oxonium versés à l'équivalence.
D'où l'égalité n(ions lactate présents initialement) = n(ions H3O+ versés).

C est une concentration : quelle est son unité ?

[Sû, ST2S]

Ah je comprends mieux.

Mais on ne met pas Cl- dans l'équation? L'acide chlorhydrique H3O+ + Cl- est HCl non? Je ne suis pas sûr mais je ne comprends pas pourquoi ne pas le mettre.

J'ai repris mon cours et j'ai suivi un exemple d'une réaction avec l'acide chlorhydrique et de l'hydroxyde de sodium:
l'équation est H3O+ + Cl- + Na+ + HO- -----> 2H2O + Cl- + Na+

Et j'ai tout compris car on a essayé de faire un équilibre.
J'ai décidé de faire exactement la même chose:

H3O+ + Cl- + CH3-CHOH-COO- -----> 4H2O + Cl- +2C2O3

Il y a 8 atomes d'hydrogène, 4 atomes d'oxygène, 4 atomes de carbone et donc j'ai fait un équilibre.

L'unité de C est le mol.L^(-1).

[SoS(17)]

Cl- est un ion spectateur : il est dans le milieu réactionnel, mais il ne participe pas à la réaction (Cl- n'a pas de propriété acide ou basique).
dans l'équation que vous donnez, H3O+ + Cl- + Na+ + HO- -----> 2H2O + Cl- + Na+, vous voyez que Cl- et Na+ sont dans les réactifs et dans les produits : ils sont spectateurs, vous pouvez écrire, plus simplement, H3O+ + HO- = 2 H2O.

Dans votre exercice, l'ion Cl- est toujours spectateur.
L'équation "H3O+ + Cl- + CH3-CHOH-COO- -----> 4H2O + Cl- +2C2O3" est équilibrée MAIS elle est fausse car vous ne respectez pas la définition d'acide et de base. H3O+ est un acide, il va donc libérer un proton H+ et donner une molécule d'eau H2O.
Le proton libéré par l'acide est capté par la base ion lactate qui donne l'acide lactique. *L'équation est donc :
H3O+ + CH3-CHOH-COO- = H2O + CH3-CHOH-COOH.
Cl- est un ion spectateur de cette réaction (vous pouvez l'écrire, ou pas).

C est bien en mol/L !

[Sû, ST2S]

Ah oui je comprends!

Cl- est un ion spectateur, je l'ai vu dans un lien qu'un professeur de chimie m'avait donné. Et dans le graphique, l'ion spectateur était en croissance, il ne fesait pas parti de la courbe et du point équivalent.

Je comprends en fait il faut prendre la formule du cours:
A- + H3O+ ----> AH + H2O et changer seulement ce qui est en gras. (je le pensais dès le début mais Cl- m'avait tout embrouillé)

Donc:
CH3-CHOH-COO- + H3O+ ----> CH3-CHOH-COOH + H2O

Au fait on met ---> ou = ? Mon professeur de 4ème m'avait dit qu'on ne mettait jamais = dans une équation.

Donc la concentration C1= 0,95mol/L

Maintenant, est-ce qu'on peut faire le tableau d'avancement? Je commence le début:
Je sais que pour obtenir n, il faut multiplier la concentration C par le volume V donc : 0,95 * 20.10^(-3)=19.10^(-3). Mais après, je ne sais pas où le mettre.

[SoS(17)]

D'où vient la valeur 2.10-3 mol que vous avez indiquée dans votre tableau ? Vous ne pouvez pas la connaître, c'est votre inconnue.
Essayez de compléter à nouveau ce tableau.

[Sû, ST2S]

Ah bon?
Dans l'énoncé on indique qu'il y a 20mL de solution S de lactate de sodium et 1,00mol/L de concentration molaire en acide chlorhydrique.
On mutliplie le volume par la concentration 1*20.10^(-3) et sa donne 0,02 soit 20.10^(-3)L. Sa ne change pas et donc c'est le volume en lactate de sodium soit CH3-CHOH-COO- donc on doit le mettre dans la 1er colonne à l'état initial non?

Je ne sais pas comment le remplir mais je crois qu'il faut commencer comme ça.

[SoS(17)]

Vous ne pouvez pas calculer la quantité d'ions lactate en utilisant la concentration en acide chlorhydrique !
n(lactate) = C(lactate)*V(lactate) ce que l'on pourrait écrire n1 = C1*V1.
Le but du dosage est de déterminer C1.
Dans le tableau vous pouvez écrire, à la place des 2.10-3 mol, n1 ou C1V1.
Faites de même pour la case correspondant à l'état initial pour H3O+ qui vient de V2 mL d'acide à C2 mol/L.
Je vous laisse essayer.

[Sû, ST2S]

Donc dans la 2ème colonne à l'état initial, je dois faire C2*V2 et sa donne 0,019mol/L:

[SoS(17)]

C'est mieux !
Il faut désormais continuer.

[Sû, ST2S]

Ah merci, vous me remonter le moral! C'est difficile d'étudier toute seule. Donc sa donne:

[SoS(17)]

Il ne faut pas changer votre première ligne : elle était juste !
Il suffit de compléter les suivantes à partir de celle-là.

Vous avez indiqué qu'il se forme x mol d'acide lactique.
D'après l'équation (les coefficients) pour obtenir 1 mol d'acide lactique, il faut que 1 mol d'ions lactate réagisse avec autant d'ions H3O+.
Donc pour obtenir x mol d'acide lactique, il faut faire réagir x mol d'ions lactate avec autant d'ions H3O+.
S'il réagit x mol d'ions lactate, comme il y en avait n1, il en reste n1 - x. Pareil pour H3O+ : il en reste 0,019 - x.

L'état final de votre tableau correspond à l'équivalence, c'est-à-dire le moment où, dans le milieu, tout a réagi : il n'y a plus d'ions lactate dans le bécher, les ions H3O+ versés ont tous réagi avec les ions lactate. Donc on peut écrire n1 - xéq = 0 ET 0,019 - xéq = 0 (xéq = avancement à l'équivalence).

Avez-vous compris ?
Essayez de calculer n1 puis C1.

[Sû, ST2S]

Oui je comprends comment le remplir à présent.

Est-ce que je peux considerer le tableau comme ceci: