Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 7
Activité 3 - Activité expérimentale
120 min

Acidité du vert de bromocrésol

Objectifs : Exploiter les relations entre , , et .
Justifier le choix d'un indicateur coloré lors d'un titrage.
Problématique de l'activité
Le vert de bromocrésol est un indicateur coloré de . Lorsqu'il est en solution, sa couleur varie en fonction du .
Comment déterminer la constante d'acidité du vert de bromocrésol ?

Doc. 1
Couleurs du vert de bromocrésol

Les spectres des formes acide et basique du vert de bromocrésol sont obtenus à l'aide d'un spectrophotomètre.

Couleurs du vert de bromocrésol
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Crédits : lelivrescolaire.fr

Données

  • Formule brute du vert de bromocrésol :
  • Formule semi-développée du vert de bromocrésol :

    Formule semi-développée du vert de bromocrésol
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    Crédits : lelivrescolaire.fr

  • Couple acide-base noté  :
  • du vert de bromocrésol :
  • Concentration standard : mol⋅L-1

Doc. 2
Échelle de teinte du bleu de bromothymol, un autre indicateur coloré

On présente ci-dessous plusieurs solutions de bleu de bromothymol () pour des allant approximativement de à , avec un écart de relativement constant.

Échelle de teinte du bleu de bromothymol, un autre indicateur coloré
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Questions
APP : Extraire l'information utile
APP : Formuler des hypothèses
VAL : Faire preuve d'esprit critique
Compétence(s)

1. Déterminer expérimentalement les couleurs de la forme acide et de la forme basique du vert de bromocrésol. Justifier à l'aide du et du cercle chromatique. .

2. Justifier que le vert de bromocrésol est un indicateur coloré de .

3. À l'aide du , déterminer la zone de où le changement de couleur apparaît pour le bleu de bromothymol.

4. D'après les couleurs des béchers, préciser les espèces prédominantes pour tout et .

5. Proposer un intervalle de valeurs possibles pour le du bleu de bromothymol. Comparer avec le .

6. Expliquer pourquoi certaines solutions de bleu de bromothymol sont vertes.

Doc. 3
Protocole

Préparer des solutions de différents :
  • prélever mL de la solution de Britton-Robinson à l'aide d'une pipette jaugée ;
  • ajouter à l'aide d'une burette graduée le volume de solution de soude comme indiqué dans le  ;
  • prélever mL de cette solution ainsi préparée dans un second bécher et écrire le numéro de la solution sur le bécher ;
  • ajouter à l'aide d'une pipette jaugée mL de solution de vert de bromocrésol.

Mesurer et noter le de chaque solution .
Mesurer l'absorbance de chaque solution à la longueur d'onde nm.

Doc. 4
Matériel nécessaire

  • Spectrophotomètre ou colorimètre
  • pH-mètre étalonné
  • Trois pipettes jaugées de , et mL
  • Seize petits béchers identiques de mL
  • Deux burettes graduées
  • Eau distillée
  • Solution de Britton-Robinson (mélange de plusieurs acides)
  • Soude de concentration mol⋅L-1
  • Solution de vert de bromocrésol de concentration mol⋅L-1

Doc. 5
Constante d'acidité

Un couple acide-base est caractérisé par une constante sans unité appelée constante d'acidité :



Le est défini par et . Le d'un couple acide-base est égal au de la solution aqueuse contenant les deux espèces conjuguées à des concentrations égales.

Doc. 6
Volumes de soude à ajouter


12345678
(mL)00,51,01,52,02,53,03,5
910111213141516
(mL)4,04,55,05,56,06,57,510,0
Questions
REA : Mettre en œuvre un protocole
REA : Effectuer des mesures avec des capteurs
APP : Faire des prévisions à l'aide d'un modèle
REA : Respecter les règles de sécurité
VAL : Exploiter un ensemble de mesures
VAL : Analyser des résultats
Compétence(s)

7. Montrer que la concentration en vert de bromocrésol apporté dans chaque bécher est égale à mol⋅L-1.

8. À la longueur d'onde nm, seule la forme basique absorbe le rayonnement.
Donner la relation entre et l'absorbance pour les différentes solutions.

9. En considérant qu'à élevé, seule la forme basique du vert de bromocrésol est présente, préciser la valeur de pour la solution . Exprimer la concentration en fonction de l'absorbance à ce .

10. À l'aide des questions précédentes, établir que les concentrations de la forme basique et de la forme acide peuvent s'exprimer à l'aide des relations et avec l'absorbance maximale mesurée.

11. Tracer sur le même graphique les courbes représentant les concentrations et en fonction du .

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12. Déterminer le du couple du vert de bromocrésol et le comparer avec la valeur théorique.
Synthèse de l'activité
Le graphique tracé en question 11. est appelé diagramme de distribution. On peut le simplifier en traçant un axe horizontal pour le et en marquant les espèces prédominantes du couple acide-base de part et d'autre de la valeur du , ce qui s'appelle un diagramme de prédominance. Tracer le diagramme de prédominance du vert de bromocrésol.

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