3.1- Equation de la réaction et ses caractéristiques.

L’équation bilan de la réaction s’écrit :

CH₃COOH⁺OH^-⇾CH₃COO^- + H₂O

Cette réaction réversible est exothermique et quasi-totale (presque totale) dans le sens de la droite vers la gauche.

L’équation bilan globale de la réaction s’écrit.

CH₃COOH⁺(Na⁺ + OH^-) ⇾ (CH₃COO^- + Na⁺) + H₂O

On obtient une solution  d’acétate de sodium.

3.2 Dispositif expérimental.

Il est le même que celui de la figure 1, la solution HCl_aq  étant remplacé par celle de l’acide éthanoïque.

3.3 Courbe de pH.

a) Tracé de la courbe pH=f(Vb)

A l’aide du dispositif expérimental de la figure 1, on réalise le dosage pH métrique de l’acide éthanoïque (Va= 20mL) par une solution de soude.

Les résultats expérimentaux sont consignés dans le tableau suivant

Représenter la courbe pH = f(Vb) (prendre 1cm pour 5mL en abscisse et 1cm pour pH=1 en ordonnées)

b) Analyse de la courbe pH = f(Vb)

Elle présente 4 parties bien distinctes :

1. Partie AB : 0≤ Vb≤ 6mL ; On observe une variation du pH assez marquée.
2. Partie BC : 6≤  Vb ≤ 18mL, Le pH varie lentement, la couche est assimilable ici à une droite. Elle présente un point d’inflexion.
3. Partie CD : 18 ≤  Vb  ≤22 mL, on observe un saut brusque du pH, moins marqué que pour l’acide fort et présentant un second point d’inflexion.
4. Partie DF : 22mL ≤ Vb ; Le pH varie très peu et la courbe tend vers une asymptote horizontale

La courbe présente deux point d’inflexion : Le point d’équivalence E et le point de demi-équivalence.

.Point d’équivalence E.

Le Second point d’inflexion noté E est le point d’équivalence. Il est déterminé par la méthode des tangentes.

On trouve à l’équivalence pH= 8.5 et Vb_E= 20mL

Sachant que l’équivalence est obtenue lorsque le mélange des réactifs, atteint les proportions stoechiométriques, c’est-à-dire quand la quantité d’ions OH^- versés est égale à la quantité d’acide initialement présent dans la solution.

Où Vb_E est la volume de base verse à l’équivalence.

La solution obtenue à un pH basique (pH>7)

. Point de demi-équivalence I

Il correspond à un volume Vb= Vb_E/2 et à pH= 4,8

« A la demi-équivalence, la moitié de la quantité d’acide éthanoïque introduite a réagit, produisant alors une quantité égale d’ion éthanoate »

Soit [CH₃COOH] = [CH3COO^-]

L’équation de la réaction qui se produit étant

CH₃COOH+OH^- → CH₃COO^-+H₂O 

Déterminons le pKa du couple CH₃COOH/CH₃COO^-

Car à la demi-équivalence [CH₃COOH] = [CH3COO^-]=[H3O⁺]

De plus pKa= - l og (Ka) = - log[H₃O⁺] = pH

Donc à la demi-équivalence, pKa= pH correspondant à la demi-équivalence.

.

Conclusion

Aucours de la réaction d’un acide faible sur  une base forte, on a

pH_I= pKa du couple contenant l’acide faible

pH_E >7, l’équivalence se situe dans un milieu basique

c) Application au dosage et choix de l’indicateur.

Le principe restant le même que précédemment, l’utilisation d’un indicateur coloré approprié en dosage colorimétrique permet de repérer le point d’équivalence. La relation quantitative restant toujours C_bVb_E = C_aV_a

Dans ce cas, l’indicateur approprié est la phénolphtaléine car sa zone de virage                      (8,0- 10) contient le pH=8,3 du point équivalent.

Le BBT peut être utilisé pour ce dosage avec erreurs négligeables.