Pour une solution initiale de concentration Co et de volume V= Vfinal , l'avancement maximal xmax vau-
drait : xmax = n0 = C0V
Définition du taux d'avancement : τ = x final /x max
Expression du taux d'avancement :
τ = σ / Co (λ H3O+ + λ A- )
2. Le quotient de réaction
Pour cette réaction, à l'équilibre, le quotient de réaction s'exprime par la relation :
QR éq = [H3O+]éq [A-]éq /[AH]éq
[A-]éq = [H3O+]éq = x final /V
Or x final = τ. x max= τ. C0V d'où : [A-]éq = [H3O+]éq = τ. C0.
[AH] éeq= (n0 - x final )/ V = (C0V- τ. C0V)/V = C0 - τ. C0
[AH]éq = C0 ( 1 - τ)
D'où : QR éq = τ² C0 / ( 1 - τ) ( loi d'Ostwald)
ETUDE EXPERIMENTALE
Mode opératoire :
2 méthodes sont envisageables :
- Préparer une dizaine de solutions de concentrations différentes et mesurer la conductivité de
chacune d'entre elles. Avantage : volumes utilisés raisonnables, verrerie nécessaire : béchers,
fiole jaugée et pipette ou distributeur ; toutes les concentrations sont envisageables dans un
domaine qui va de 10-4 mol.L-1 à 10-2 mol.L-1. Inconvénient : méthode longue du fait de la pré-
paration de nombreuses solutions et du nettoyage indispensable de la cellule entre chaque me-
sure.
- Partir d'une solution mère et la diluer dans le récipient de mesure (ex un bécher de 600mL ) :
le volume initial étant de 150 mL, par ajouts successifs de 50 mL il est possible de faire 8 mesures.
Avantage de la deuxième méthode : beaucoup moins de manipulations, gain de temps indéniable mais
nécessité d'une agitation efficace, ce qui devient plus difficile pour les grands volumes.
Résultats des mesures ( voir tableaux joints ) : ces mesures sont obtenues à l'aide de la deuxième méthode.
Conclusion du TP :
Les résultats obtenus permettent de conclure sur l'existence d'une constante : à l'équilibre, la valeur du
quotient de la réaction d'un acide carboxylique avec l'eau est égale à la constante d'acidité du
couple acide /base étudié.
Intérêt du TP :
Ce TP, suivant les objectifs visés, peut se placer à différents endroits dans la progression. La durée de la
manipulation effectuée par les élèves ne dépasse pas ¾ h, étalonnage éventuel compris. Le traitement
mathématique peut être fait à l'aide d'un tableur