Bac S Liban 2011 EXERCICE 3 : L`ACIDITÉ D`UN VIN (4 points

Bac S Liban 2011
EXERCICE 3 : L’ACIDITÉ D’UN VIN (4 points)
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1. À propos du texte
1.1.
[H3O+(aq)] = 10−pH
[H3O+(aq)] = 10−3,0 = 1,0×10−3 mol.L-1.
1.2. L’acide éthanoïque doit avoir une concentration massique supérieure à t = 0,6 g.L-1 pour que le goût
aigre soit perçu.
t
Sa concentration molaire c sera égale à : c =
M
0,6
c=
= 1×10−2 mol.L-1
60
O
1.3.
CH3
Groupe
hydroxyle
CH C
OH
OH
Groupe
carboxyle
2. Réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau
2.1. CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3COO−(aq) + H3O+(aq)
Diagramme de prédominance:
CH3COOH(aq)
pKA = 4,8
CH3COO−(aq)
pH
pH = 3,4
Pour un pH de 3,4 l’espèce qui prédomine dans la solution S est l’acide éthanoïque.
[H3O+(aq)]f = 10−pH
[H3O+(aq)]f = 10−3,4 = 4,0×10−4 mol.L-1
xf = [H3O+(aq)]f.V
xf = 10−3,4×50×10−3 = 2,0×10−5 mol
2.2.
2.3. L’eau étant en excès, si la transformation est totale l’acide sera totalement consommé, on aura
C.V – xmax = 0
donc xmax = C.V
− pH
H3O+ (aq)  .V H3O+ (aq) 
xf
f

 f 10
τ=
τ= 
=
=
x max
C.V
C
C
10−3,4
= 10−1,4 = 4,0×10−2 = 4,0 %
−2
1,0 × 10
τ < 100 %, la transformation n’est pas totale.
τ=
3. Titrage de l'acide éthanoïque par une solution d'hydroxyde de sodium
3.1.1. Dans la solution d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO-(aq)) les ions sodium sont spectateurs.
CH3COOH(aq) + HO−(aql) = CH3COO−(aq) + H2O(l)
−
CH3COO(aq)


éq
3.1.2. K =
−
CH3COOH(aq)  . HO(aq)


éq 
éq
−
+
−
+
CH3COO(aq)

H3O(aq)

CH3COO(aq)
 . H3O(aq)


 éq

éq

éq 
 éq K A
10 −pK A
.
K=
=
=
=
−
+
Ke
Ke
CH3COOH(aq)  . HO(aq)
 H3O(aq)

CH3COOH(aq)  .K e

éq 
 éq 
éq

éq
K=
10 −4,8
= 109,2 = 1,6×109
1,0 × 10−14
3.1.3. On utilise la méthode des tangentes. Voir l’animation http://labolycee.org/anims/methodetangente.swf
pHE = 8,4
E
VbE = 20,0 mL
Le point d’équivalence E(20,0 ; 8,4)
À l’équivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stoéchiométriques :
n(acide)initiale = n(HO− versée)
Ca.Va = Cb.VbE
C .V
Ca = b bE
Va
Ca =
1,0 × 10 −2 × 20,0
= 1,0×10-2 mol.L-1
20,0
3.2. Pour un volume versé de 10,0 mL de solution d'hydroxyde de sodium, le pH a une valeur de 4,8.
3.2.1. nV(HO-) =Cb.Vb
nV(HO-) =1,0×10-2×10,0×10-3 = 1,0×10-4 mol
Ke
K
3.2.2. [HO-(aq)]éq =
= −epH
+
[H3O(aq) ]éq 10
nR(HO−) = [HO-(aq)]éq.V =
Ke
Ke
.Vsolution =
.(Vb + Va)
− pH
10
10− pH
1,0 × 10−14
×(10,0 + 20,0)×10−3 = 1,9×10−11 mol
−4,8
10
3.2.3. nR(HO-) ≪ nV(HO-), les ions hydroxyde versés sont entièrement consommés, la transformation qui
correspond à ce titrage acido-basique peut être considérée comme totale.
nR(HO-) =