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CORRECTION des EXERCICES SUR ACIDE FAIBLE ET BASE FAIBLE
Exercice 1 :
1. Définition d’un acide, d’une base.
un ACIDE est un corps qui LIBERE H+ .
une BASE est un corps qui FIXE H+ .
2. Définition d’un couple acide/base :
+
–
HA
→
← H + A
Couple acide /base : HA/A–
(HA est l’acide et A– est la base conjuguée)
+
→
← BH
Couple acide /base : BH+/B
(BH+ est l’acide conjugué de la base B)
B + H+
3. Donner les formules chimiques des bases conjuguées des acides suivants :
a)
H-COOH / H-COO–
b) C6H5-COOH / C6H5-COO–
–
c)
HCN / CN
d) HF / F–
–
e)
HNO2 / NO2
f) H2PO4— / HPO42–
4. Donner les formules chimiques des acides conjugués des bases suivantes :
b) H2O / HO–
a)
C2H5-NH3+ / C2H5-NH2
–
2—
c)
HS / S
d) H3O+ / H2O
–
e)
CH2Cl-COOH / CH2Cl-COO
f) H3PO4 / H2PO4—
Exercice 2 : Écrire les réactions d’ionisation avec l’eau des acides suivants :
1. Acide propanoïque (faible)
CH3-CH2-COOH
+ H2O
→
H3O+ +
CH3-CH2-COO–
←
2. Acide nitrique
(fort)
HNO3
+
H2O
3. Acide méthanoïque
(faible)
H-COOH
+
H2O
→
4. L’ion hydrogénocarbonate HCO3—
HCO3–
+
H2O
→
←
(faible)
→
←
H3O+
+
NO3–
H3O+
+
H-COO–
H3O+
+
CO32–
Exercice 3 : Écrire les réactions d’ionisation avec l’eau des bases suivantes :
1. Méthylamine
(faible)
CH3-NH2
+
H2O
→
CH3-NH3+
+ HO–
←
2. Potasse KOH
(forte)
→
KOH
3. L’ion ethanoate CH3-COO—(faible)
CH3-COO–
+
H2O
K+
+
HO–
→
CH3-COOH
←
—
4. L’ion hydrogénocarbonate HCO3 (faible)
HCO3– +
H2O
→
H2CO3 +
HO–
←
+ HO–
Exercice 4 :
1.
pH = 4,5
⇒
[ H3O+] = 10–2,7 = 3,16 . 10–5 moL.L–1
solution d'acide HA : [ HA]= 10–3 mol.L–1
On constate que [ H3O+] < [ HA] donc l’acide est FAIBLE (partiellement dissocié)
2.
HA
+
3.
Concentrations :
⇒
pH = 4,5
→
←
H2O
⇒
H3O+
+
A–
[ H3O+] = 10–2,7 = 3,16 . 10–5 moL.L–1
Ke
10–14
=
⇒
[ HO–] = 3,16 . 10–9 mol.L–1
–5
+
3,16 . 10
[ H3O ]
⇒
Electroneutralité :
[ H3O+] = [ A–] + [ HO–]
Comme [ HO–] est ultraminoritaire :
[ A–] = [ H3O+] = 3,16 . 10–5 moL.L–1
⇒
Conservation de la matière :
[ HA]ini = [ A–] + [ HA]fin ⇒
[ HA]fin = [ HA]ini – [ A–]
[ HA]fin = 10–3 – 3,16 . 10–5 ⇒ [ HA]fin = 0,968 . 10–3 mol.L–1
ce qui prouve bien que l’acide est très partiellement dissocié.
⇒
[ HO–] =
4. Degré d’ionisation :
α =
Exercice 5 :
1.
Dissolution : NH3
+
[ A–] = 3,16 . 10–5 ⇒
10–3
[ HA]ini
→
←
H2O
v
2,24
=
= 0,1 mol
Vm
22,4
n
0,1
* c = [ NH3]ini =
=
V
0,5
α = 3,16 %
NH4+
+
HO–
*n =
2.
⇒
c = 0,2 mol.L–1
pH = 11,25
Ke
Ke
10–14
=
=
⇒
[ HO–] = 1,78.10–3 mol.L–1
–pH
–11,25
+
10
[ H3O ] 10
–
Conclusion : [ HO ] < [ NH3]ini la base est FAIBLE (partiellemnt dissociée)
2.1.
[ HO–] =
2.2. Concentrations :
* [ H3O+]= 10–pH = 10–11,25 ⇒
* [ HO–] =
Ke
H
[ 3O+]
[ H3O+] = 5,6.10–12 mol.L–1
⇒
[ HO–] = 1,8.10–3 mol.L–1
* Electroneutralité : [ H3O+] + [ NH4+] =
Comme [ H3O+] est ultra minoritaire ⇒
[ HO–]
[ NH4+] = [ HO–]= 1,8.10–3 mol.L–1
* Conservation de la matière :
[ NH3]ini = [ NH4+] + [ NH3]fin
⇒
[ NH3]fin = [ NH3]ini – [ NH4+] = 0,2 - 1,78.10–3
⇒
[ NH3]fin = 0,198 mol.L–1 = c
Degré de dissociation :
Exercice 6 :
1.
1
NH4+]
[
1,78.10–3
α =
=
⇒
0,2
[ NH3]ini
α = 0,89 %
Equation de la réaction acide-base et allure de la courbe pH = f(v) :
Éthylamine (faible)
CH3CH2-NH2 +
+
H3O
+
acide chlorhydrique (fort)
–
+ Cl
→
H2O +
←
2
CH3CH2-NH3+ + Cl–
2.
Éthanoïque (faible)
+
+
–
CH3-COOH + (K + HO )
3.
Acide chlorhydrique
+
solution de soude (forte)
+
–
+
–
(H3O + Cl ) +
(Na + HO ) →
2 H2O +
(Na+ + Cl–)
4
3
4.
solution potasse (KOH base forte)
→
H2O +
(K+ + CH3-COO–)
←
Solution NH3 (faible)
+
+
–
NH3
+
(H3O + NO3 )
acide nitrique (fort)
→
H2O
←
+
(NH4+ + NO3–)