Effet de la dilutions

[Nathalie TS]

Bonjour, j'ai un exercice sur les effets de la dilution. Je bloque à la fin de l'exercice. Merci de votre aide !

Énoncé :
Une gamme de solutions d'acide méthanoïque a été fabriquée par dilutions successives. Lors de la dilution, il se produit la réaction d'équation : HCOOH (aq) + H2O (l) <=> HCOO- (aq) + H3O+. (<=> : acide faible, transformation limité donc double flèche).
(Voir tableau ci-joint).

1. Montrer, à partir du couple de valeurs de la solution S2, que l'acide méthanoïque est un acide faible.

2. A) Recopier le tableau et ajouter une colonne notée "pH acide fort". La compléter avec les valeurs que prendrait le pH de ces solutions si l'acide était fort.
B) Ajouter une dernière colonne au tableau et la remplir avec une grandeur, notée Pc, telle que Pc = - log c.

3. Sur une feuille de papier millimétré et sur un même graphique, tracer la courbe représentative de pH mesuré=f(Pc) et la courbe de pH acide fort=f(Pc)
4. A l'aide de ces courbes, montrer que la transformation entre l'acide et l'eau devient totale pour des dilutions élevées.
5. Que faut-il préciser dans la définition de l'acide faible ?

Je bloque sur la 3ème question concernant le graphique. Je ne sais pas comment m'y prendre.

Voilà les réponses à mes 2 premières questions : Il se peut que les réponses soient fausses d'où le problème. :-/
1. C s2 : 1.00x10^-2 pH = 2,9
[H3O+] = 10^-pH
= 10^-2.9
= 1,2 x 10^-3 mol. L-1
[H3O+] est inférieur à c donc c'est un acide faible.

2. A) Pour le pH acide fort :
S1 = 1,3
S2 = 2
S3 = 2,3
S4 = 3
S5 = 4
S6 = 5

2. b) je trouve les mêmes résultats pour le Pc=-log c

[SoS(29)]

Bonjour Nathalie.
Pour vous aider, il serait préférable que vous me communiquiez le tableau "ci-joint".
Vous avez du oublier la pièce jointe.

[Nathalie]

Ma photo est trop volumineuse. Voici le tableau qui va avec l'énoncé :

Solutions c (mol.L-1). PH mesuré
S1. 5,00x10^-2. 2,5
S2. 1,00x10^-2 2,9
S3. 5,00x10^-3. 3,1
S4. 1,00x10^-3. 3,5
S5. 1,00x10^-4. 4,2
S6. 1,00x10^-5. 5,1

Merci du temps que vous m'accordez.

[SoS(29)]

Bien.
Votre réponse 1 est correcte.
En effet relation \({ \left[ { H }_{ 3 }{ O }^{ + } \right] =10 }^{ -pH }\) appliquée à la solution S2 on trouve \({ \left[ { H }_{ 3 }{ O }^{ + } \right] =1,2610 }^{ -3 }mol/L\).
Remarquez qu'il vaut mieux arrondir à \({ \left[ { H }_{ 3 }{ O }^{ + } \right] =1,3\quad 10 }^{ -3 }mol/L\)
Dans le cas d'un acide fort le pH peut être déterminé par la relation \(pH=-log(C)\) où C est la concentration de l'acide dissout dans l'eau. Ce qui avec la concentration \(C=1.{ 10 }^{ -2 }mol/L\) donne un pH = 2.
Réponse 2
Bonnes réponses pour l'acide fort excepté pour la dernière concentration.
Donc pH d'une solution d'acide fort de concentration C
C=\(5,00.{ 10 }^{ -2 }mol/L\) pH = 1,3 ; \(C=1,00.{ 10 }^{ -2 }mol/L\) pH = 2 ; \(C=5,00.{ 10 }^{ -3 }mol/L\) pH = 2,3 ; \(C=1,00.{ 10 }^{ -3 }mol/L\) pH = 3 ; \(C=5,00.{ 10 }^{ -4 }mol/L\) pH = 3,3 ; \(C=1,00.{ 10 }^{ -4 }mol/L\) pH = 4 et enfin \(C=1,00.{ 10 }^{ -5 }mol/L\) pH = 5.

[Nathalie]

Merci de vos conseils.
Pour la question 2)b , je trouve exactement les mêmes résultats que pour le pH des acides forts. Est-ce normal ?

[SoS(29)]

Oui car si l'acide est fort la réaction est totale, il est totalement dissociée et la concentration de l'ion oxonium \({ H }_{ 3 }{ O }^{ + }\) est égale à la concentration C du soluté dissout.
En fait l'exercice vous permet d'établir la relation \(pH=-\log { C }\) VALABLE UNIQUEMENT POUR LES ACIDES FORTS.

[Nathalie]

Je comprends mieux, merci pour vos explications. Comment dois-je construire mon graphique avec les deux courbes ?

Pour la première courbe :
- En abscisse : pH mesuré
- En ordonnée : la concentration en mol.L-1

Pour la seconde courbe :
- En abscisse : pH acide fort
- En ordonnée : la concentration en mol.L-1

Est-ce cela ?
Je vais obtenir 2 courbes qui sont confondues, c'est correct ?

[SoS(29)]

Non, si vous relisez la question :

tracer la courbe représentative de pH mesuré=f(Pc) et la courbe de pH acide fort=f(Pc)

D'après cette demande, l'ordonnée de la courbe est le pH acide fort et l'abscisse la valeur de pC pour l'autre l'ordonnée est la PH mesuré (valeurs que l'on vous a données) et pour l'abscisse toujours la valeur de pC que vous avez calculée.

[Nathalie]

Cela signifie que mon graphique aura 2 ordonnés puisque je dois tracer les deux courbes sur le même graphique ?

[SoS(29)]

Dans les deux cas il s'agit d'une valeur de pH donc il n'y a pas deux ordonnées mais une seule : le pH dans cas celui qui est mesuré et dans l'autre celui d'un acide fort. C'est peut être la première fois que vous tracez sur un même repère deux courbes, mais je suis persuadé qu'il vous est arrivé de devoir utiliser des graphes sur lequel il y avait plusieurs courbes.

[Nathalie]

Je viens de comprendre. Merci du temps que vous m'avez accordé. Je vous souhaite un bon week-end !

[SoS(29)]

Bon w.e. à vous aussi, Nathalie.
Et n'hésitez pas revenir sur le forum.