DÉTERMINATION DE LA CONSTANTE D'ACIDITÉ D'UN INDICATEUR COLORÉ : LE VERT DE BROMOCRÉSOL (Amérique du Sud 2006 4 points)
1. Détermination de la constante d'acidité du vert de bromocrésol par pH-métrie.
1.1 . 1pt HInd(aq) + H2O(l) =
Ind–(aq)
+ H3O+(aq)
1.2. 2pt
Relation stœchiométrique |
. HInd(aq) + H2O(l) = Ind–(aq) +
H3O+(aq) |
||||
Avancement |
Quantité de matière en
mol |
||||
État
initial |
c |
0 |
0 |
||
Au
cours de la transformation |
x |
c-x/V |
solvant |
x |
x |
État
final |
xf |
c-xf/V |
solvant |
xf/V |
xf/V |
1.3 1pt
n(H3O+) = xf
[H3O+] = xf/V = 10–pH
xf = V.10–pH
xf = 0,1000´10–4,2
xf = 10-5,2 mol
1.4 2 pt Avancement
maximal de la réaction.
Si HInd est totalement consommé :
– xmax
= 0
c.V – xmax = 0.
xmax = c.V
t <
100%, la transformation n'est pas
totale.
1.5 2pt Remarque :
l’indice ‘f’ signifie état final pour lequel l’état d’équilibre est atteint.
.
D'après le tableau
d’avancement [H3O+]f = [Ind–]f = xf/V
D'après le tableau
d’avancement
[HInd]f = c – xf/V = c – [H3O+]f
1.6. 2 pt
pKA = – log KA
pKA = 4,8
2. Détermination de la constante d'acidité du vert de
bromocrésol par spectrophotométrie.
2.1. 1pt Afin que l'absorbance
de la forme acide soit quasiment nulle
et celle de la forme basique du vert de bromocrésol soit maximale il faut
régler la longueur d’onde à
2.2. 2 pt
Lorsque
[Ind–] = [HInd]
(les 2 espèces ont un pourcentage égal à 50%)alors :
pH = pKA
+ log 1 = pKA
D’après le
diagramme de distribution des espèces, pKA
= 4,8 : résultat similaire au 1.6
2.3.2 Diagramme de prédominance :
2.4. 1pt La teinte sensible du vert de
bromocrésol est le vert. Il prend cette coloration dans un intervalle de
pH appelé la zone de virage.
D’après le tableau
de mesure la zone de virage est comprise entre :
3,8
< pH < 6,2.
2.5. 2 pt La teinte acide du vert de
bromocrésol est visible si > 10, soit < 10–1
Lorsque log = –1.
pH = pKA
+ log
pH = 4,8-1 = 3,8
Le vert de
bromocrésol prend sa teinte acide si pH < 3,8
Le vert de
bromocrésol prend sa teinte basique si > 10
Si log = 1
pH = pKA
+ log
pH = 4,8 + 1 = 5,8
Le vert de
bromocrésol prend sa teinte basique si pH > 5,8
On a vu
précédemment que le vert de bromocrésol présente sa teinte sensible pour 3,8
pH 6,2
L'intervalle trouvé par le calcul est cohérent avec les données fournies
dans le tableau.
2.6 2pt
Le diagramme de
distribution des espèces donnent pH = 5,9 : les 2 résultats sont similaires.