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Diagrammes de distribution et de prédominance
P.177

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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


2
Diagrammes de distribution et de prédominance





Pour étudier un couple acide-base, il peut être utile de savoir sous quelle forme ce couple est présent en solution à un donné. On s'intéresse ici au couple acide éthanoïque/ion éthanoate notés .

➜ Comment tracer le diagramme de distribution d’un couple acide-base ?


Objectifs

  • Représenter et exploiter les diagrammes de prédominance et de distribution.


Doc. 1
Diagramme de distribution

Le diagramme de distribution d’un couple acide-base montre la répartition des deux formes acide et basique d’un couple acide-base en fonction du .

Diagramme de distribution

Pour , les deux formes sont en quantités égales.

Doc. 2
Constante d’acidité et

Un couple acide-base est caractérisé par sa constante d’acidité , grandeur sans unité, définie par :

 : constante d’acidité
 : concentration en ion oxonium (mol⋅L-1)
 : concentration de la forme basique (mol⋅L-1)
 : concentration de la forme acide (mol⋅L-1)
 : concentration standard égale à mol⋅L-1

Le est défini par :

Supplément numérique

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
pK_A = 
K_A =
pH = np.linspace(0,14,100)
acide = 
base =
plt.plot(pH, acide, 'r', label = '% de AH')
plt.plot(pH, base, 'b', label = '% de A-')
plt.xlabel('pH')
plt.ylabel('Proportion')
plt.legend()
plt.title('Diagramme de distribution de l\'acide ethanoique')
plt.grid()
plt.show()


Compétences

REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

COM : Rédiger un compte-rendu scientifiquement rigoureux

Questions

1. Exprimer la concentration totale en acide éthanoïque/ion éthanoate en fonction de la concentration de la forme acide et de la forme basique dont le vaut .


2. Exprimer la concentration en fonction de la constante d’acidité du couple, de et du . Faire de même avec la concentration de la forme basique .


Pour pouvoir tracer un diagramme de distribution, il faut connaître le pourcentage de la forme acide et de la forme basique pour chaque valeur de .

3. Exprimer la proportion de la forme acide et la proportion de la forme basique en fonction de , et du .


4. Compléter les lignes 3, 4, 7 et 8 à l’aide des expressions trouvées à la question précédente et lancer le programme.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
pK_A =
K_A =

pH = np.linspace(0, 14, 100)
acide =
base =

plt.plot(pH, acide, 'r', label = '% de AH')
plt.plot(pH, base, 'b', label = '% de A-')
plt.xlabel('pH')
plt.ylabel('Proportion')
plt.legend()
plt.title('Diagramme de distribution de l\'acide ethanoique')
plt.grid()
plt.show()

5. Préciser la composition du système si et .
Voir les réponses

Synthèse de l'activité

Un diagramme de prédominance est composé d’un axe de sur lequel on place les zones dans lesquelles chaque forme d’un couple prédomine. À l’aide des questions précédentes, tracer le diagramme de prédominance de l’acide éthanoïque.

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