Objectif

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Cuisine et acidité

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Acidité de l’eau distillée

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Acide dans les batteries

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Acidité de l’eau distillée

✔ RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents
✔ REA : Appliquer une formule

1. a. Dans toute solution aqueuse se produit la réaction d’autoprotolyse de l’eau. Il s’agit d’une réaction acide-base entre deux molécules d’eau. Écrire l’équation de cette réaction.

b. À 25 °C, des mesures montrent que, pour de l’eau pure, $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}{]}_{\text{eˊq}}=1,0\times 10^{-7}$ mol·L^-1 . Calculer la valeur du $\text{pH}$ de l’eau pure à $25$ °C.


De l’eau fraîchement distillée est laissée quelque temps à l’air libre, dans un bécher, à $25$ °C. Son $\text{pH}$ diminue progressivement puis se stabilise à la valeur de $5,7$. La dissolution lente et progressive dans l’eau distillée du dioxyde de carbone présent dans l’air permet d’expliquer cette diminution du $\text{pH}$. Un équilibre s’établit entre le dioxyde de carbone présent dans l’air et celui qui est dissous dans l’eau distillée, noté ${\text{(CO}}_2,{\text{H}}_2\text{O)(aq)}$.

Dans la suite de l’exercice, on ne tiendra pas compte de la réaction entre les ions hydrogénocarbonate ${\text{HCO}}_3^{-}\text{(aq)}$ et l’eau. L’équation de la réaction entre le dioxyde de carbone dissous et l’eau s’écrit :
$(\text{CO},{\text{H}}_2\text{O)(aq)}+{\text{H}}_2\text{O}(\text{l})\rightleftarrows {\text{HCO}}_3^{-}\text{(aq)}+{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}(\text{aq})$
2. a. Écrire les couples acide-base mis en jeu dans cette équation.



On démontre qu’en solution :
$10^{-6,4}=\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]\cdot \left[{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_3^{-}\right]}{\left[\left({\mathrm{C}\mathrm{O}}_2,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)\right]\cdot c^{\circ }}$

b. Déterminer la concentration en ${\text{(CO}}_2$, ${\text{H}}_2\text{O) (aq)}$ dissous dans l’eau du laboratoire.


Dans un mélange gazeux, comme l’air, chacun des gaz qui le constitue contribue à la pression du mélange proportionnellement à sa quantité de matière. C’est la pression partielle du gaz considéré.

L’atmosphère terrestre possède un pourcentage moyen en quantité de ${\text{CO}}_2$ de $0,038$ %, ce qui correspond à une pression partielle en ${\text{CO}}_2$ de $38$ Pa.

La concentration d’un gaz dissous dans l’eau est proportionnelle à sa pression partielle à l’équilibre. Dans le cas du dioxyde de carbone, on a :

$\left[\left({\mathrm{C}\mathrm{O}}_2,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)\right]=k\cdot p_{{\mathrm{c}\mathrm{o}}_2}$
Dans cette expression, $k$ désigne un coefficient de proportionnalité égal à $k=3,4\times 10^{-7}$ mol·L^-1·Pa^-1.

3. a. Calculer la valeur de la concentration $\left[\left({\mathrm{C}\mathrm{O}}_2,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)\right]$ dans une solution aqueuse laissée longtemps à l’air libre.

b. Indiquer si l’air du laboratoire possède un pourcentage en dioxyde de carbone inférieur ou supérieur à $0,038$ %.


■ Absorption du dioxyde de carbone par les océans