Dosage acide base ; couples acide base

Aurélie 05/01/10

Dosage acide base ; couples acide base

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On dissout une masse m d'un solide AH ( acide sulfamique H₂N-SO₃ H ; masse molaire M = 97,1 g/mol) dans un volume V = 200 mL d'eau distillée. On obtient une solution notée S de concentration C_A.
l'action de l'acide AH avec l'eau est totale :
AH aq + H₂O(l) = H₃O⁺aq +A^-aq.(1).
Exprimer la quantité de matière d'ion oxonium dans la solution S.
D'après les nombres stoechiométriques les quantités de matière d'acide AH et d'ion oxonium H₃O⁺aq sont égales.
Une quantité de matière (mol) est une concentration ( mol/L) fois le volume V (litre) de la solution.
n_H3O+ = C_A V.
On dose un volume V₁ =20,0 mL de la solution S par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration C_B =0,10 mol/L.
La réaction support du dosage a pour équation :
H₃O⁺aq +HO^-aq = 2H₂O(l) (2).
Quels sont les couples acide base mis en jeu ?
H₃O⁺aq / H₂O(l) et H₂O(l) / HO^-aq
L'équivalence est obtenue pour un volume V_{B éq}= 15,4 mL de la solution de soude.
Calculer la quantité de matière n_A d'acide dans V₁.
A l'équivalence les quantité de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques : n_A= C_A V₁ = C_B V_{B éq} ;
n_A= 0,10 * 15,4 10^-3 = 1,54 10^-3 ~1,5 10^-3 mol.
Calculer la quantité de matière n_'A d'acide dans V=200 mL.
n_'A=10 n_A= 1,54 10^-2 ~1,5 10^-2 mol.
Calculer m.
m = n_'AM = 1,54 10^-2 *97,1 =1,495 ~1,5 g.
Cette masse m d'acide sulfamique a été obtenue à partir d'une masse m' = 1,50 g d'un détartrant portant la mention acide sulfamique.
Que pouvez-vous dire de la composition de ce détartrant en acide sulfamique ?
(1,5-1,495) / 1,5 *100 ) =0,3 %
Le détartrant contient de l'acide sulfamique pratiquement pur.

On effectue le dosage par conductimétrie. La conductance G de la solution décroît avant l'équivalence et croït après l'équivalence.
Interpréter le phénomène par une étude qualitative de la transformation chimique.
H₃O⁺aq +H₂N-SO₃^-aq + Na⁺aq+HO^-aq = 2H₂O(l)
On suppose que le volume de la solution dans le becher varie peu.
Avant l'équivalence, la solution d'hydroxyde de sodium est en défaut.
Des ions H₃O⁺aq disparaissent ; on ajoute des ions Na⁺aq, de conductivité ionique molaire très inférieure à celle des ions H₃O⁺aq.
Du point de vue de la conductivité, tout se passe comme si on remplaçait les ions H₃O⁺aq par des ions Na⁺aq ; conductance G et conductivité étant proportionnelles, la conductance de la solution diminue.
Après l'équivalence, la solution d'acide sulfamique est en défaut.
On ajoute des ions Na⁺aq et HO^-aq : la conductance de la solution va augmenter.

Couples acide / base.
Compléter le tableau suivant :

acide
base
couple acide / base

acide méthanoïque HCOOH
ion méthanoate HCOO^-
HCOOH / HCOO^-

sulfure d'hydrogène H₂S
ion hydrogénosulfure HS^- H₂S / HS^-

ion hydrogénosulfure HS^- ion sulfure S^2-
HS^-/ S^2-

eau H₂O
ion hydroxyde HO^-
H₂O / HO^-

ion oxonium H₃O⁺
eau H₂O H₃O⁺/ H₂O

Citer les ampholytes.
Un ampholyte peut se comporter comme un acide ou comme une base : H₂O ; HS^-.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique entre :
- l'acide méthanoïque et l'hydroxyde de sodium :
couples acide base : HCOOH / HCOO^- ;H₂O / HO^-;
HCOOH +HO^- = HCOO^- +H₂O ;
- les ions hydroxyde et hydrogénosulfure :
couples acide base : H₂O / HO^-; HS^-/ S^2- ;
HO^-+HS^-= H₂O +S^2- ;
- les ions oxonium et hydrogénosulfure :
couples acide base : H₃O⁺/ H₂O ; H₂S / HS^-;
H₃O⁺+HS^-= H₂S + H₂O.
Les amines secondaires de formule générale R₂-NH sont des bases.
Ecrire la formule de l'acide conjugué.
Une base gagne un proton H⁺ : R₂-NH + H⁺ =R₂-NH₂⁺.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique entre H₂S et R₂-NH.
couples acide base : R₂-NH₂⁺/ R₂-NH; H₂S / HS^-;
R₂-NH+ H₂S = HS^- +R₂-NH₂⁺ .

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Solution d'ammoniac NH₃.

L'ammoniac est une base.
Donner la formule et le nom de l'acide conjugué.
Une base gagne un proton H⁺ : NH₃ + H⁺ =NH₄⁺.( ion ammonium )
Ecrire l'équation de la réaction entre l'ammoniac et une solution d'acide chlorhydrique.
Une solution d'acide chlorhydrique contient des ions oxonium H₃O⁺ et chlorure Cl^-.
couples acide base : H₃O⁺ / H₂O et NH₄⁺ / NH₃ ;
H₃O⁺ +NH₃ =H₂O + NH₄⁺.
A partir d'une solution d'ammoniac de concentration C₁ = 0,10 mol/L, on désire fabriquer V₂ = 200 mL d'une solution S₂ d'ammoniac de concentration C₂ = 1,0 10^-2 mol/L.
Quel volume V₁ faut-il prélever ? Schématiser la verrerie nécessaire.
Facteur de dilution F = C₁ /C₂ =0,10 / 0,01 = 10
F = Volume de la fiole jaugée / volume de la pipette jaugée =V₂ /V₁ =10.
volume de la pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / 10 = 200 / 10 = 20 mL.
la verrerie utilisée pour ptélever la solution mère. Pipette jaugée.

- le récipient dans lequel on effectue la dilution par ajout d'eau distillée. Fiole jaugée.

Le phosphate d'ammonium (NH₄)₃PO₄ est un solide qui se dissocie entièrement dans l'eau en ions NH₄⁺ et PO₄^3-.
Ecrire l'équation de cette dissolution.
(NH₄)₃PO₄ (s) = 3 NH₄⁺ aq + PO₄^3- aq.
Quel est l'acide conjugué de PO₄^3- ?
un acide cède un proton H⁺ : HPO₄^2-= PO₄^3-+ H⁺.
Ecrire l'équation de la réaction acido-basique possible entre NH₄⁺ et PO₄^3-.
couples acide / base : NH₄⁺/ NH₃ et HPO₄^2-/ PO₄^3-;
NH₄⁺+PO₄^3- = NH₃ + HPO₄^2-.

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