Conductivité

[manu840]

Bonjour à tous et à toutes,

Me revoilà ici avec un exo de chimie.

Voici l'énoncé :

Par dissolution dans l'eau du gaz chlorure d'hydrogène HCl, on prépare une solution (S₁) de concentration en soluté apporté C₁ = 1.0*10^-2mol*L^-1, dont la conductivité est σ₁ = 0.43 S*m^-1.
ON introduit par ailleurs de l'acide éthanoïque CH₃CO₂H dans de l'eau pour obtenir une solution (S₂) de concentration en soluté aooporté par C₂ = C₁, de conductivité σ₂ = 0.016 S*m^-1.

a. Ecrire l'équation de la réactio du chlorure d'hydrogène avec l'eau.

b. Donner l'expression de la conductivité σ₁ de la solution (S₁) à partir des conductivités molaires ioniques des ions H₃O⁺ et Cl^- et des concentrations [H₃O⁺] et [Cl^-]. Déterminer [H₃O⁺] et [Cl^-]. Que peut-on conclure quant à la réaction du chlorure d'hydrogène avec l'eau.

c. Ecrire l'équation de la réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau.

d. Donner l'expression de la conductivité σ₂ de la solution (S₂) d'acide éthanoïque à partir des conductivités molaires ioniques des ions H₃O⁺ et CH₃CO₂^- et des concentrations [H₃O⁺] et [CH₃CO₂^-].
Déterminer la valeur de [H₃O⁺] et de [CH₃CO₂^-]. Que peut-on conclure quant à la réaction de l'acide éthanoïque avec l'eau?

e. Déterminer la valeur de la constante d'équilibre associée à l'équation écrite en c.


Donnéees : conductivités molaires ioniques en S*m²*mol^-1.

λ_H3O⁺ = 34.97*10^-3 ; λ_Cl^- = 7.63*10^-3 ; λ_CH3CO2^- = 4.09*10^-3

Voici ce que j'ai commencé à faire :

a. Equation de la réaction du chlorure d'hydrogène avec l'eau:

HCl + H₂O = H₃O⁺ + Cl^-


b. Conductivité σ :

σ₁ = λ_H3O⁺*[H₃O⁺]+λ_Cl^-*[Cl^-]
σ₁ = 34.97*10^-3*[H₃O⁺]+7.63*10^-3*[Cl^-]

C'est à partir de là que je ne sais pas trop :

[H₃O⁺] = [Cl^-]
DONC: σ₁ = [H₃O⁺]*(λ_H3O⁺+λ_Cl^-)

[H₃O⁺ = σ₁ / (λ_H3O⁺+λ_Cl^-)
[H₃O⁺ = 0.43/(34.97*10^-3+7.63*10^-3) = 10.09 mol*L^-1 !! C'est absurbe!!! enfin c'est possible (je pense) mais une concentration si forte pour cette réaction c'est aps possible !

Alors y a surment une erreur, soit mais calcul ne sont pas bon, soit une erreur d'unité...


Quelqu'un pourrai m'aider?
Merci par avance
Cordialement,
M@nu840
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[invite8241b23e]

Salut !

a. Très bien !

b. Attention à l'homogénéïté ! Regarde l'unité de ta concentartion !

[manu840]

Bah justement j'ai les concentration en mol*L^-1, sigma en S*m^-1 (jusque là ça va) mais parcontre la conductivité molaire ionique en S*m²*mol^-1.
Donc faudrai convertir les S*m²*mol^-1 en S*m*mol^-1. Comment faire? je cherche je ne trouve pas du tout.

[invite8241b23e]

Salut !

Il y a rien à convertir. Si tu fais l'homogénéïté du membre de droite, tu verras que ce sont des mol/m^3 !

[A voir en vidéo sur Futura]

[manu840]

On fait ça comment? lol

j'ai des [S*m^-1] / [S*m²*mol^-1]

[manu840]

D'accord j'ai compris !

Sigma1 = 10.1 mol*m³ = 10.1E-3 mol*L^-1

[manu840]

J'ai continué.
Je ne trouve pas ce qu'on doit en conclure pour la question b.

c. CH₃CO₂H+H₂O = CH₃CO₂^-+H₃O⁺

d. σ₂ = λ_H3O⁺*[H₃O⁺]+λ_CH3CO2^-+[CH₃CO₂^-]

OR : [H₃O⁺] = [CH₃CO₂^-]

DONC : [H₃O⁺] = σ₂/(λ_H3O⁺+λ_CH3CO2^-) = 0.41 mol*m³

[H₃O⁺] = 4.1*10^-4mol*L-1

Idem, je ne sais asp quoi en conclure.

[manu840]

et la dernière question :

e.
K = ( [CH₃CO₂^-]*[H₃O⁺] ) / [CH₃CO₂H]
K = [H₃O⁺]²/[CH₃CO₂H]
K = (4.1*10^-4)²/1.0*10^-2
k = 1.7*10^-5

[invite8241b23e]

b. Que la réaction est totale et l'acide est fort !

c. A ton avis, quelle est la concusion là ?

d. Très bien, sauf que la concentration en CH3COOH a varié, et tu en as pas tenu compte !

[manu840]

je ne comprend pas pourquoi tu dit que la concentration a varié?
il est marqué que c₁=c₂.

La concentration des CH₃CO₂ a varié mais pourquoi l'autre?

[invite8241b23e]

il est marqué que c₁=c₂.

Où ça ?

La concentration des CH₃CO₂ a varié mais pourquoi l'autre?

Parce que si tu as formé un CH3COO-, c'est que tu as consommé un CH3COOH !

[manu840]

Où ça ?

Dans l'énoncé il est marqué :

On introduit par ailleurs de l'acide éthanoïque CH₃CO₂H dans de l'eau pour obtenir une solution (S2) de concentration en soluté apporté par C₂ = C₁

[invite8241b23e]

Oui, mais ça, c'est à t = 0. Ensuite, ce CH3COOH réagi avec l'eau et est donc consommé.

[manu840]

ha oui exacte

merci pour ton aide
bonne fête
très cordialement
manu840

[invite8241b23e]

Bonnes fêtes à toi aussi !