A propos de l’acide formique
(USA bac 2004)
Q1
a) Calcul de
la masse m d’acide formique.
Co
= 0,01 mol.L-1 ; Vo = 100 mL = 0,1 L; M(HCOOH) = 2.M(H) +
M(C) + 2.M(O) = 2 + 12 + 2x16 = 46 g.mol-1
Pour préparer
la solution, il faut utiliser 0,046 g d’acide formique.
b) Réaction
acido-basique entre l’acide formique et l’eau :
HCOOH aq
+ H2O(l) = HCOO-aq + H3O+aq
Pour les
étourdi(e)s : n’oubliez pas d’indiquer dans quel état se trouvent les
espèces chimiques (aqueuse pour les ions).
Q2
a) Tableau
d’avancement :
|
Equation de réaction |
HCOOH + H2O
= HCOO- +
H3O+ |
||||||
|
Etat du système |
Avancement
en mol |
Quantité de matière en mol
|
|||||
|
Etat
initial |
O |
Co.Vo |
excès |
0 |
0 |
|
|
|
Etat final
(si la réaction était totale) |
xmax |
CoVo-xmax=
0 |
excès |
xmax |
xmax |
|
|
|
Etat
d’équilibre (transformation non totale) |
xeq |
CoVo
- xeq |
excès |
xeq |
xeq |
|
|
b) Réponse
partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
Expression
de t en fonction
de [H3O+]eq et de Co :
c) Réponse
partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
Expression
du quotient de réaction à l’équilibre Qreq:
2
remarques : l’eau n’intervient pas dans l’équation bilan, car il s’agit du
solvant. D’après le tableau d’avancement précédent, la concentration en ion
méthanoate (ou formiate) est identique à celle de l’ion oxonium :
Q3
a) Réponse
partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
Conductivité
s de la
solution :
s = [H3O+]eq
. ( l(H3O+)
+ l(HCOO-) )
b) Réponse
partielle, pour voir la correction vidéo clique ici
|
Solution |
So |
S1 |
|
Ci(mol.L-1) |
0,010 |
0,10 |
|
s(S.m-1) |
0,050 |
0,17 |
|
[H3O+]eq
(mol.m-3) |
1,24 |
4,2 |
|
[H3O+]eq
(mol.L-1) |
1,24
x 10-3 |
4,2 x 10-3 |
|
t(%) |
12,4 |
4,2 |
|
Qreq |
1,76
x 10-4 |
1,8 x 10-4 |
c) La valeur
du quotient de réaction à l’équilibre est peu différente de celle de la
constante d’acidité :
Qreq
= 1,76 x10-4 » KA = 1,8 x 10-4
Q4
a) Plus la
solution est diluée plus le taux d’avancement augmente : t (So)
> t ( S1)
|
Solution |
So |
S1 |
|
Ci(mol.L-1) |
0,010 |
0,10 |
|
t(%) |
12,4 |
4,2 |
b) La
concentration de la solution n’a pas d’influence sur le quotient de réaction Qreq
(So) » Qreq (S1)
|
Solution |
So |
S1 |
|
Ci(mol.L-1) |
0,010 |
0,10 |
|
Qreq |
1,76 x 10-4 |
1,8 x 10-4 |