Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre








télécharger 38.37 Kb.
titreTp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre
date de publication27.04.2017
taille38.37 Kb.
typeDocumentos
c.21-bal.com > droit > Documentos
TP : DETERMINATIOND’UN QUOTIENT DE REACTION PAR CONDUCTIMETRIE –CONSTANTE D’EQUILIBRE

Objectifs :


  • Mesurer la conductivité  d’une solution aqueuse d’un acide organique.

  • En déduire les concentrations des espèces présentes dans l’état d’équilibre obtenu après réaction de cet acide avec l’eau et la constante de réaction Qr,f pour cet état d’équilibre.

  • Etudier l’influence de l’état initial sur Qr,f en utilisant des solutions de concentrations différentes du même acide.

  • Etudier l’influence de la nature de l’acide.



Définition

On rappelle qu’un acide organique du type RCOOH réagit de façon limitée avec l’eau selon l’équation bilan:

RCOOH(aq) +H2O(l) = RCOO(aq) + H3O+(aq) (R désignant ici un groupement alkyle ou un noyau benzénique).
Le quotient de cette réaction pour un état du système à la date t est défini par :
I – Rappels de conductimétrie


  • Un conductimètre mesure toujours la conductance G (en Siemens, de symbole S) de la portion de solution aqueuse ionique comprise entre les 2 plaques de sa cellule conductimétrique. La conductance dépend de la solution et des caractéristiques physiques de la cellule.




  • La mesure de G permet de calculer la conductivité  (en S.m-1) de la solution ionique grâce à la relation :

k constante de la cellule ()en m–1 , L distance entre les plaques de la cellule en m et S, surface d’une plaque en m2

Certains conductimètres donnent G et il faut ensuite calculer  connaissant k

D’autres, comme ceux du lycée, font le calcul et affichent directement la valeur de .


  • est une grandeur caractéristique d’une solution ionique :

Pour une température donnée, elle dépend de la concentration des différents ions Xi qui la constituent et de leur conductivité molaire ionique i selon la formule :
en S.m–1, ien S.m2.mol–1et [Xi] en mol.m–3
II – Manipulation
- Préparation de solution

A partir d’une solution mère d’acide acétique (ou éthanoïque) de concentration c= 1,0.10-2 mol.L-1, réaliser 50 mL de solution de concentrations respectives, 5,0.10-3 mol. L-1 et 2,0. 10-3 mol. L-1. Détaillez le protocole pour une des 2 solutions
- Mesure de la conductivité des solutions
Vous disposez donc de 3 solutions d’acide acétique (ou éthanoïque) de concentrations différentes que vous venez de réaliser , mais aussi d’une solution d’acide méthanoïque de concentration 1,0.10–2 mol.L-1 et d’une solution d’acide benzoïque de concentration 1,0.10–2 mol.L-1.

  • Verser environ 50 mL de chaque dans 5 béchers numérotés.


- Etalonnage du conductimètre:

  • Mesurer la température de la solution étalon, et ajuster la température sur le conductimètre à l’aide du petit tournevis

  • Rincer la cellule en la plongeant brièvement dans le verre à pied d’eau distillée.

  • Essuyer son pourtour avec du papier.

  • La plonger dans la solution étalon

  • Mettre le conductimètre en fonctionnement, choisir le calibre 2mS.cm–1

  • A l’aide du tournevis, régler le bouton jusqu’à ce que le conductimètre affiche la conductivité de la solution étalon à la température mesurée T = …………… ……….. mS.cm–1 indiqué sur la bouteille de solution étalon.


- Mesure de la conductivité des solutions:


  • Mesurer la conductivité de la solution . Si la température de cette solution est bien la même que celle de la solution étalon le conductimètre affiche directement la valeur de la conductivité de la solution 

  • Noter cette valeur dans le tableau de mesures ;

  • Rincer la cellule et procéder de la même façon pour toutes les autres solutions. On prendra soin de changer l’eau distillée qui sert à rincer la cellule au milieu de la série de mesures (donc après 3 rinçages).



III – Exploitation des resultats
On raisonne sur la réaction d’équation-bilan générale R – COOH(aq) +H2O(l) = R – COO(aq) + H3O+(aq)

Ecrire cette équation pour les 3 acides concernés :



  1. Principe des calculs pour une solution d’acide de concentration ci et de volume V


Compléter le tableau d’avancement :





avancement

R – COOH(aq) + H2O = R –COO(aq)+ H3O+(aq)

Etat initial
















Etat à la date t
















Etat finalà l’équilibre

xf
















  1. En vous servant éventuellement du tableau d’avancement, montrer que le quotient de réaction à l’équilibre Qr,fpeut s’exprimer ainsi :




  1. D’autre part exprimer la conductivité  de la solution en fonction de , , et

et en déduire l’expression :
On peut donc à partir de la détermination expérimentale de  calculer puis


  1. Enfin, exprimer le taux d’avancement à l’équilibre en fonction de et de



  1. Faire les calculs et compléter le tableau de résultats :


On donne(enS.m2.mol–1) :, , et


sol

acide

ci(mol.L–1)

 (mS.cm–1)

 (S.m–1)

(mol.m–3)

(mol.L–1)







éthanoïque

CH3COOH

1,0.10–2





















éthanoïque

CH3COOH

5,0.10–3





















éthanoïque

CH3COOH

2,0.10–3





















méthanoïque

HCOOH

1,0.10–2





















benzoïque

C6H5COOH

1,0.10–2





















  1. Conclusions


a) Comparer les valeurs de dans les cas , et . La valeur du quotient de réaction dans l’état d’équilibre dépend-t-elle desconditions initiales pour une réaction donnée ?

b) Comparer les valeurs des quotients de réaction dans l’état d’équilibre dans les cas ,et  : la constante à l’équilibre de la réaction d’un acide avec l’eau dépend-t-elle de la nature de l’acide ?

c) Quelle propriété retrouve-t-on en comparant les taux d’avancement à l’équilibre pour les cas , et  ?

Donc, pour une réaction donnée, le taux d’avancement à l’équilibre dépend-t-il des conditions initiales ?

d) Pour les solutions de même concentration, classer les 3 acides selon le taux d’avancement à l’équilibre de leur réaction avec l’eau croissant. Parallèlement, comment évoluent leurs quotients de réaction à l’équilibre ?


  1. trouver une formule liant K ,et ci


vous montrez ainsi que taux d’avancement à l’équilibre dépend bien de la constante à l’équilibre de la réaction et des conditions initiales


Partie B : La transformation d’un système chimique est-elle toujours totale ?

TS χ Chap 06
Page sur


similaire:

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconQuotient de réaction et constante d’équilibre

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconQuotient de réaction dans l’état d’équilibre d’un système chimique
«quotient de réaction» noté Qr. Dans notre cas, Qr est défini par, pour un état du système

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconIi aspect quantitatif de l’équilibre chimique (cf tp n°4 de chimie)
...

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconInitialement IL y a 0,2moles de c et 0,3moles de d dans 2L. À l’équilibre...

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconI- quotient de réaction Q

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre icon1 Constante d'un équilibre redox

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconTp de chimie (1°S) conductimetrie et reaction acide-base

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconRecherche point d’équivalence par conductimétrie

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconDosage des ions chlorure d’un lait par conductimétrie

Tp : determinationd’un quotient de reaction par conductimetrie -constante d’equilibre iconA. Première partie : dosage des ions chlorure par conductimétrie








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
c.21-bal.com