Dosage et dilution

[mathéo TS]

bonjour,

j'ai un peu de mal à résoudre un exo:

en fait à une question de mon exo sur un dosage entre l'acide éthanoique et de la soude il est demandé quelle serait la conséquence sur le ph à l'équivalence si on ajouter de l'eau distillée dans le bécher contenant la solution d'acide éthanoique avant le dosage.

je suis parti du fait que deja le ph initial lui est modifier car la concentration en acide éthanoique est modifié( elle diminue), cependant je sais aussi que le volume à léquivalence à versé en soude est le meme puisque meme en ajoutant de leau dans le becher on aura la meme quantité initial en acide éthanoique

par contre je bloque sur le ph à l'équivalence...Il est modifié ou pas ? quel raisonnement faut il avoir?

JE VOUS REMERCIE

[SoS(13)]

Bonjour Mathéo,
Posez vous la question sur les espèces présentes en solution à l'équivalence.
Puis sur celles qui ont une influence sur le pH.
Et enfin, sur l'ajout d'eau distillée dans la solution.
J'attends vos réponses.

[mathéo TS]

d'accord alors:

- à l'équivalence on a des ions éthanoates uniquement qui peuvent influencer le pH puisque l'acide éthanoique et la soude ont été introduits dans les proportions stochiométriques et ils ont été consommés intégralement.

Le ph est donc supérieur a 7! Euh j'imagine que l'ajout de l'eau fait que le ph a une valeur plus grande qu'il aurait du avoir sans alors? est ce bien cela?

[SoS(9)]

Il y a effectivement des ions éthanoate dans la solution à l'équivalence. C'est donc cette espèce qui va influencer le pH. Quelle serait la formule permettant de calculer le pH à partir du couple AH/A-? Lorsque j'aurai votre réponse, nous poursuivrons le raisonnement.

[mathéo TS]

bonsoir sos9

la formule est (il me semble): ph= pka + log A-/AH

[SoS(9)]

Effectivement, c'est la bonne formule. Considérons le facteur Log(A-)/(AH). Ce facteur dépend-il de la dilution initiale?

[mathéo TS]

euh oui puisque que ce st des concentrations et que le volume réactionnel augmente alors j'imagine qu'elles sont bien modifiées

cependant à l'équivalence AH (concentration) EST NULLE non? ou quasi nulle puisque que AH est censé etre entierement consommé?

[SoS(9)]

Votre question est tout à fait légitime, et pleine de bon sens. Mais il faut garder à l'esprit qu'à partir du moment où il y a des ions éthanoate en solution aqueuse, il y a aussi l'acide éthanoïque dans la même solution. Certes, la quantité d'acide éthanoïque est très très petite, mais il y en a quand même. A partir de cette observation (dès lors que les deux espèces sont présentes en solution), on peut donc écrire l'équation pH=pKa +Log (A-)/(AH).
Deuxième problème, l'effet de dilution. Dans la formule précédente, il y a le rapport des concentrations. Que pouvez vous en déduire.

[mathéo TS]

ah ben oui mince alors ça se simplifie les volumes avec le rapport donc le ph à l'équivalence reste le même meme si l'on dilue.. Est ce bien cela?
de plus la quantité en ions éthanoates est égale à la quantité initiale d'acide éthanoique qui ne dépends pas du volume rajouté pour diluée la solution!

[SoS(9)]

C'est exactement cela, vous avez compris.
Je finis juste par un petit prolongement: pourquoi y-a-t-il de l'acide éthanoïque à l'équivalence alors que tout CH3CO2H est censé avoir été consommé! A l'équivalence, il y a des ions éthanoate en solution, nous l'avons dit. Ces ions sont des bases de Brönsted. Il y a aussi dans la solution de l'eau qui est un acide de Brönsted. Nous avons donc en présence un acide et une base de Brönsted. Il se produit donc la réaction CH3COO- + H2O = CH3COOH+OH-, réaction qui est très peu déplacée vers la droite, donc il se forme CH3COOH, mais en très petite quantité.
J'espère que tout ceci est plus clair.

[mathéo TS]

ok ok je vous remercie tout cela est bien plus claire! et merci de votre dernière remarque!

du coup j'en déduis aussi que pour le choix d'un indicateur coloré une dilution ne changera pas l'indicateur à prendre! mais par contre (question hors exo) si on change la quantité initiale d'acide éthanoique cela va changé la quantité de A- à l'équivalence le ph sera donc différent (puisque AH à l'équivalence mais toujours en tres faibles quantités) selon les conditions initiales ?
J'imagine que pour une réaction donnée meme si on change les conditions initiales et que le ph n'est pas exactement le meme cela n'empeche pas le ph d'etre toujours dans la zone de ph du meme indicateur coloré non?

[SoS(9)]

L'indicateur coloré utilisé ne change pas en général.

[mathéo TS]

OK merci sos 9 vous me confirmait cependant que le ph à l'équivalence dépendra des conditions initiales?

[SoS(9)]

Je veux juste apporter une correction à ce que j'ai écrit: le pH à l'équivalence dépend de la concentration initiale en acide. Je suis désolé de vous avoir induit en erreur! pour vous en convaincre, je vous adresserai un tableau d'avancement expliquant ce qui se passe à l'équivalence. Gardons à l'esprit qu'à l'équivalence, il y a des ions CH3COO- (propriété basique) et de l'eau (propriété acide).
Il se produit alors la réaction: CH3COO- + H2O = CH3COOH + OH-. Cette réaction est très peu déplacée vers la droite (c'est la réaction inverse de la réaction de dosage qui est supposée totale K=Ke/Ka=10^9,2). Donc la constante de la réaction se produisant à l'équivalence est K'=1/K=10^-9,2.
Si on écrit cette constante on a K'=(HO-)*(CH3COOH)/(CH3COO-). De plus il se forme autant de HO- que de CH3COOH donc K'=(HO-)^2/(CH3COO-). Comme la réaction est très peu avancée vers la droite, on peut considérer que (CH3COO-) ne varie pas et est donc égale à la concentration en CH3COO- à l'équivalence.
Cette relation fait clairement apparaitre que (HO-) dépend de la concentration en CH3COO-, donc de la concentration initiale en acide!
Si (HO-) dépend de (CH3COO-), alors (H3O+) en dépend aussi. Le pH à l'équivalence dépend donc bien de la concentration initiale en acide.
Encore une fois, je suis désolé de vous avoir mal aiguillé.
N'hésitez pas à me recontacter pour d'autres explications.

[mathéo TS]

ce n'est pas grave sos 9!! l'erreur est humaine ;)

mais toutefois ne je comprends pas en quoi vous m'avez induit en erreur?

==> le ph à l'équivalence ne change pas si on a une dilution si? Vu qu'on a dit que les volumes se simplifiaient?

==> par contre je comprends que lorsque la concentration initiale en acide change le ph n'est pas le meme est ce qu'on est obligé de raisonné à partir de la constante de réaction?
pourrais ton se dire à partir de la formule: ph = pka +log A-/AH
A- Sera égale à la quantité initiale d'acide éthanoique donc forcement le ph dépends de la concentration initiale en acide? cela n'est pas assez rigoureux?