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date de publication27.01.2017
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Classe : Terminale STIDD-STL

Enseignement : Physique-chimie STIDD-STL

THEME du programme : Habitat

Sous-thème : Entretien, Acide-base

Entretien dans la maison


Extrait du BOEN

Connaissances

capacités



Réactions acide-base et transferts de protons. Solutions acides, basiques.
pH.



- Définir les termes suivants : acide, base, couple acide-base.


- Écrire une réaction acide-base, les couples acide-base étant donnés.


- Citer le sens de variation du pH en fonction de l'évolution de la concentration en H+(aq).


Compétences transversales et attitudes

  • Mobiliser ses connaissances

  • Formuler des hypothèses

  • Raisonner, argumenter, démontrer


Type de ressource

  • Activité expérimentale

  • Séquence d'enseignement


Résumé du contenu de la ressource


Mots clés de recherche : acide, base, indicateur coloré, produit d’entretien



Provenance : Willay Caroline carowillay@aol.com



Cette ressource propose, dans une première partie, de découvrir les acides et les bases en travaillant sur un indicateur coloré. Dans une deuxième partie, un produit d’entretien de caractère basique est étudié par un titrage colorimétrique.
La première partie de la ressource peut être traitée en cours en classe entière. L’activité expérimentale sur l’indicateur coloré est faite en interaction continue avec la classe, puis le cours est donné sous forme de polycopié à compléter.
La deuxième partie est à faire en séance de travaux pratiques de 2h
Première partie : Réactions acide-base

Pré-requis


  • Formule topologique

  • La structure d’une molécule influence la couleur d’un échantillon de cette molécule



A- Un indicateur coloré : le bleu de bromothymol ou BBT
1- Expérience
Montrer à l’aide d’une expérience que le BBT n’a pas la même formule en milieu acide et en milieu basique.

Matériel et produits mis à disposition : tubes à essais, acide chlorhydrique C = 0,1 mol.L–1, soude C = 0,1 mol.L–1, BBT

2- Définition du couple acido-basique
a- Formule
Formule topologique de la forme acide du BBT :


Écrire la formule brute de la forme acide du BBT :……………………………………….……………….
Formule topologique de la forme basique du BBT :

Écrire la formule brute de la forme basique du BBT :……………………………………….……………

Quelle est la différence entre la forme acide et la forme basique ?
………………………………………………………………………………………………………………..

b- Distinction générale entre un acide et une base
…………………………………………………………………………………………………...…………...
c- Autres exemples
Retrouver parmi les espèces chimiques suivantes l’acide et sa base conjuguée :

NH3, H2O, C2H4O2, HO, C2H6O, C2H3O2, NH4+, C2H5O, H3O+, H2O

B- Les acides et des bases
1- Définition d’un acide
…………………………………………………………………………………………………...…………...
Exemple : H2O, H3O+, HCO3, NH4+

Remarque : l’acide chlorhydrique est une solution contenant les ions H3O+ et Cl-
2- Définition d’une base

…………………………………………………………………………………………………...…………...
Exemple : HO, CO32–, NH3
Remarque : la solution de soude est une solution contenant les ions HO et Na+
3- Couples acide/base
a- Définition
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

b- Quelques couples acide/base


  • Couple acide acétique CH3CO2H / ion acétate CH3CO2 : ……………………………………………..




  • Couple ion ammonium NH4+ / ammoniac NH3 : ..……………………………………………………..




  • Couple eau H2O / ion hydroxyde HO: ……………………………………………………….…….




  • Couple ion oxonium H3O+ / H2O…………………...……………...…………………………….…




  • Couple ion hydrogénocarbonate HCO3 / ion carbonate CO32: …………….……………………….....




  • Couple acide carbonique H2CO3 / ion hydrogénocarbonate HCO3: ………………………..…………...


4- Les réactions acido-basiques
a- Définition
………………………………………………………………………………………………………………

b- Équation acido-basique


  • Équation de la réaction entre l’ion hydroxyde et l’acide éthanoïque


………………………………………………………………………………………………………………

  • Équation de la réaction entre l’ion oxonium et l’ion hydrogénocarbonate


………………………………………………………………………………………………………………

  • Équation de la réaction entre la soude et l’acide chlorhydrique

……………………………………………………………………………………………………………

5- Le pH
a- Définition
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Lien entre le pH et la concentration en ions H3O+ en solution aqueuse


Deuxième partie : LE DESTOP®

Le but est de titrer la solution de Destop® par colorimétrie.

I- Présentation du produit commercial



Le Destop® est un produit ménager destiné à déboucher les canalisations. Il contient essentiellement de la « soude caustique », c'est-à-dire de l’hydroxyde de sodium à concentration élevée.
1- L’hydroxyde de sodium est-elle une espèce : acide, basique, oxydante, ou réductrice ?

2- En déduire quel type d’espèce chimique (acide, basique, oxydante, ou réductrice) pourra être utilisé pour le titrage du Destop®.

3- Parmi la liste suivante, choisir le réactif titrant du Destop : solution aqueuse d’hydroxyde de potassium (K+ + HO), solution aqueuse de dichromate de sodium (2Na+ + Cr2O72–), eau oxygénée (H2O2), acide chlorhydrique (H3O+ + Cl), solution aqueuse de permanganate de potassium (K+ + MnO4). La solution choisie sera appelée solution A.


II- Titrages



Le produit commercial est trop concentré, il faut le diluer avant de le titrer.


  1. Dilution du déboucheur


Diluer la solution commerciale au 1/50ème. Préparer 100 mL de solution diluée S.
Choisir les verreries nécessaires pour réaliser cette dilution, justifier.
Verrerie à disposition : fiole jaugée de 100 mL, bécher de 100 mL, pipette graduée de 10 mL, pipettes jaugées de 1, 2, 5, 10 mL, erlenmeyer de 150 mL.



  1. Titrage par colorimétrie


- Remplir la burette graduée avec la solution A de concentration CA = 0,10 mol.L–1. Ajuster au zéro de la burette et vérifier qu’il n’y ait pas de bulles d’air sous le robinet.

- Introduire dans un erlenmeyer de 150 mL un volume VB = 20,0 mL prélevé à la pipette jaugée de la solution de déboucheur diluée S de concentration CB.

- Placer l’erlenmeyer sur l’agitateur magnétique sous la burette, y mettre le barreau aimanté, et quelques gouttes de BBT.

- Ajouter la solution A mL par mL en vérifiant la couleur de la solution : lorsqu’un changement de couleur commence à apparaître, réaliser un goutte à goutte jusqu’à persistance de la couleur jaune. Attention le titrage se fait à la goutte près. Noter le volume de solution A versée. Noter VAéq1. Il s’agit du volume équivalent.

- Réaliser un 2ème titrage colorimétrique, noter le volume de solution A versée. Noter VAéq2.

- Faire la moyenne de ces deux volumes (s’ils sont concordants), noter Véq colo moy.


III- Exploitation des résultats





  1. Écrire l’équation de la réaction de titrage entre la solution de déboucheur diluée S et la solution A.

  2. Quelle que soit la méthode utilisée pour ce titrage, quel est le lien à l’équivalence entre CA, VA éq, VB et CB, la concentration molaire de la solution de déboucheur diluée S.

  3. En déduire la concentration CB d’hydroxyde de sodium dans la solution diluée de déboucheur.

  4. En déduire la concentration C d’hydroxyde de sodium dans la solution commerciale de déboucheur.

  5. En déduire la masse d’hydroxyde de sodium présente dans 1,0 L de déboucheur, et comparer à l’information donnée sur l’étiquette.

  6. Que penser de l’utilisation du Destop® par une personne non avertie ?

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