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Force d'un acide
P.138-139

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SUJET BAC EXPÉRIMENTAL


6
Force d'un acide




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Pour détartrer des canalisations avec une solution commerciale, il faut avoir un produit suffisamment efficace. La concentration peut permettre d’accentuer son action.

Toutefois, les concentrations sont limitées pour des raisons de sécurité. En effet, il ne faut pas faire prendre de risque inutile à l’utilisateur, ni attaquer les canalisations. La force de l’acide employé doit être choisi avec soin.

➜ Comment la mesure du pH\textbf{pH} permet-elle de savoir si l’acide est fort ou non ?

Doc. 1
Acide chlorhydrique

L’acide chlorhydrique est un acide « fort » obtenu, par exemple, par dissolution de HCl(g)\text{HCl(g)} dans l’eau.

En solution aqueuse, sa formule est (H3O+(aq) ; Cl(aq))\text{(H}_3\text{O}^+\text{(aq)} ; \text{Cl}^- \text{(aq))}.

Doc. 2
Acide benzoïque

L’acide benzoïque (de formule C6H5COOH\text{C}_6 \text{H}_5\text{COOH}) est une molécule organique de la famille des acides carboxyliques. C’est un acide faible dérivé du benzène.

Acide benzoique

Doc. 3
Acide fort ou faible

Un acide AH\text{AH} est dit fort si sa réaction avec l’eau est totale :

AH(aq)+H2O(l)A(aq)+H3O+(aq)\mathrm{AH}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \longrightarrow \mathrm{A}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})

Si sa réaction avec l’eau est limitée, on parlera alors d’acide « faible ». Le pH\text{pH} d’une solution d’un acide fort est donné par la relation :

pH=log(cc)\mathrm{pH}=-\log \left(\dfrac{c}{c^{\circ}}\right)

cc : concentration en acide apporté (mol⋅L-1)
cc^{\circ} : concentration standard égale à c=1c^{\circ} = 1 mol⋅L-1

Dark Vador

Doc. 4
Formulaire

On précise quelques propriétés du logarithme décimal :
  • si a=log(b), alors b=10a ;\text {si } a=\log (b), \text { alors } b=10^{\text {a}} ;
  • silog(10a)=a, alors 10log(a)=a ;\operatorname{si} \log \left(10^{\text {a}}\right)=a, \text { alors } 10 \log (a)=a ;
  • log(10)=1 ;\log (10)=1 ;
  • log(1)=0 ;\log (1)=0 ;
  • log(ab)=log(a)+log(b) ;\log (a \cdot b)=\log (a)+\log (b) ;
    Exemple:log(10a)=log(10)+log(a)\text {Exemple}: \log (10 a)=\log (10)+\log (a)
  • log(ab)=log(a)log(b)\log \left(\dfrac{a}{b}\right)=\log (a)-\log (b)
  •  Exemple :log(a10)=log(a)log(10)\text { Exemple }: \log \left(\dfrac{a}{10}\right)=\log (a)-\log (10)

Doc. 5
Matériel nécessaire

  • Solution S1\text{S}_1 contenant un acide inconnu à une concentration cc inconnue
  • Eau distillée
  • Deux béchers de 100 mL
  • Éprouvette de 10 et 100 mL
  • Pipette jaugée de 10,0 mL
  • Pipette compte‑gouttes
  • Fioles jaugées de 50,0 et 100,0 mL
  • pH-mètre
  • Papier pH\text{pH}
  • Gants et lunettes de protection
  • Calculatrice


1
Dilution de la solution S1
(20 minutes conseillées)

1. À l’aide du matériel mis à disposition, rédiger un protocole permettant de diluer avec précision la solution S1\text{S}_1 inconnue. Justifier le choix de la verrerie et préciser le facteur de dilution appliqué.


Appel n°1  Appeler le professeur pour lui présenter le protocole, ou en cas de difficulté.


2
Dilution
(10 minutes conseillées)

2. Mettre en œuvre le protocole établi à la question 1.

3
Identification de la nature de l'acide
(30 minutes conseillées)

La personne qui a rangé l’armoire du laboratoire a retrouvé deux étiquettes sur les étagères pour un seul flacon sans étiquette.

Acide chlorhydrique
Acide benzoïque
3. À l’aide du matériel et des documents mis à disposition, proposer une méthode pour identifier l’acide contenu dans le flacon.


Appel n°2  Appeler le professeur pour lui présenter la méthode, ou en cas de difficulté.


4. Mettre en œuvre la méthode validée par le professeur.

5. Préciser, en le justifiant, la nature de l’acide contenu dans le flacon.


Défaire le montage et ranger la paillasse

Se Préparer aux ECE
 
Proposer une fiche de révision sur la technique de dilution ainsi que sur l’utilisation du pH\text{pH}-mètre.
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