Suivi d’un avancement par pHmétrie
 

I. Objectifs

• Déterminer le taux d’avancement final d’une transformation à l’aide d’une mesure de pH.
• Étudier le déplacement d’équilibre de cette réaction.
• Comparer le comportement d’acides différents.

II. Matériel et réactifs

• Un pipeteur à crémaillère.
• Deux pipettes jaugées de 10mL.
• Deux fioles jaugées de 100mL.
• Quatre béchers de 100mL.
• Un agitateur magnétique.
• Un pH mètre muni d’une électrode.
• Du papier Joseph.
• Une pissette d’eau déminéralisée.
• Deux solutions tampon de pH respectifs 4,0 et 7,0.
• Un flacon compte goutte d’acide éthanoïque pur (dit glacial).
• Un flacon d’éthanoate de sodium cristallisé.
• Une solution d’acide chlorhydrique de concentration c₁=1,0.10^-2mol.L^-1 (solution (1)).
• Une solution d’acide éthanoïque de concentration c₂=5,0.10^-2mol.L^-1 (solution (2)).
• Une paire de gants et des lunettes de protection.

III. Manipulations

1. Étalonner le pHmètre:
   • Régler le bouton de température.
   • Rincer et sécher l’électrode, puis la tremper dans la solution tampon de pH=7,0. Ajuster l’affichage à 7,00.
   • Rincer et sécher l’électrode, puis la tremper dans la solution tampon de pH=4,0. Ajuster l’affichage à 4,00.
   • Le pHmètre est alors étalonné.
      
2. Mesure du pH des solutions:
   • Verser 50mL de chacune des solutions (1) et (2) dans deux béchers différents.
   • Mesurer le pH de chaque solution (en rinçant l’électrode avant chaque mesure). Noter les résultats.
      
3. Déplacement de l’équilibre par addition d’un réactif concentré:
   • Placer dans deux béchers différents environ 50mL de la solution (2) (acide éthanoïque).
   • En prenant les précautions relatives aux acides concentrés (gants et lunettes de protection), ajouter dans un des béchers quelques gouttes d’acide éthanoïque glacial.
   • Ajouter dans l’autre bécher une spatule d’éthanoate de sodium.
   • Agiter et mesurer le pH des solutions obtenues. Noter ces valeurs.
      
4. Déplacement de l’équilibre par dilution:
   • Préparer 100mL de solution aqueuse d’acide éthanoïque de concentration c₂’=5.10^-3mol.L^-1 et 100mL de solution aqueuse d’acide chlorhydrique de concentration c₁’=1,0.10^-3mol.L^-1.
   • Mesurer le pH de chaque solution et noter sa valeur.

IV. Exploitation

1. Écrire les équations des réactions des deux acides étudiés avec l’eau.
2. Dresser le tableau d’avancement de chaque réaction pour 100mL de solution.
3. Déduire du pH l’avancement final de chaque réaction.
4. Déterminer le taux d’avancement final de chaque réaction. Conclure.
5. Interpréter les résultats obtenus au paragraphe 3.
6. Calculer le taux d’avancement final de la réaction de l’acide éthanoïque avec l’eau après la dilution du paragraphe 4.
7. En déduire l’influence de la dilution sur la taux d’avancement.
8. Renouveler l’étude précédente (6. et 7.) pour la dilution de l’acide chlorhydrique.

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