Histoire de vinaigre

[BFem]

Bonjour à tous,

J'aimerais répondre à un problème de chimie quotidienne qui m'a forcé ces derniers temps à me replonger dans de vieilles notions de chimie que je n'avais pas dépoussiérées depuis le lycée : pKA, mélange stoechiométrique, réactifs limitants etc. Finalement, étant quasiment sûre d'oublier des notions et des caractéristiques essentielles à prendre en compte, et n'ayant pas le temps de revoir le programme de P-C de 2nde-L2, je soumets mon problème ici


J'ai 150mL de vinaigre ménager standard en bouteille 14° (CH3COOH) que j'aimerais faire réagir avec du bicarbonate de soude (NaHCO3), formant ainsi de l'acétate de sodium (CH3COONa), de l'eau et du CO2 (effervescence). La réaction acido-basique est la suivante :

CH3COOH(s ou aq?) + NaHCO3(s) → CH3COONa(s?) + H2CO3(g?)
H2CO3 → CO2(g) + H2O(aq)

où l'acide carbonique H2CO3, instable, se transforme tout de suite en eau et en CO2. Sachant que le vinaigre est une solution diluée d'acide acétique, est ce que la formulation de la réaction précédente est correcte ?

Ma question principale est :

- Quelle quantité de bicarbonate (en g) faut il ajouter pour que les deux réactifs soient entièrement consommés ?

Voilà, c'est une question qui peut paraitre simple, mais qui fait appel à plusieurs notions de chimie dont une ou deux sont faciles à oublier/mélanger quand on ne s'est pas replongé dedans depuis un bout de temps. N'hésitez pas à détailler votre réponse, pour que je puisse le refaire ultérieurement !

En vous remerciant
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[HarleyApril]

Bonsoir

Une solution de vinaigre à 14° contient 14g d'acide acétique pour 100mL de solution. On a donc 140g par litre.
La masse molaire de l'acide acétique est 60g/mol. On a donc 140/60=2.33 mol/L.

La masse molaire du bicarbonate de soude est 84g/mol. Il t'en faudra donc 84*2.33=196g pour neutraliser un litre de vinaigre à 14°.

Ça va mousser !

[BFem]

Merci beaucoup pour votre réponse ! Du coup, 29,4g pour 150mL de vinaigre

Bonne journée !

[BFem]

J'aurais une autre question concernant cette réaction :

CH3COOH(aq?) + NaHCO3(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(aq) + CO2(g)

Le vinaigre est un acide faible et ne se dissocie pas totalement dans l'eau (environ 0,4% des molécules d'acide acétique se dissocient pour du vinaigre ménager). Le bicarbonate est une base faible également. Pourtant la réaction entre les deux est totale. Ce n'est pas forcément illogique puisqu'ici, les espèces réagissent entre elles et non pas seulement avec de l'eau. Mais comment savoir si ce genre de réaction va être partielle ou totale : les exemples donnés dans les exercices de lycée prennent uniquement l'exemple de l'eau et du vinaigre --> en déduisent la concentration finale en ion H30+ --> constatent, grâce une mesure du pH que la réaction n'est pas totale car xf << xmax.

OK mais comment on fait quand on n'a pas d'ion H30+ dans les produits ? Comment appliquer ce calcul à la réaction du bicarbonate et du vinaigre ? En gros, comment anticiper par calcul, si on mélange deux produits, si la réaction va être totale ou va atteindre un équilibre.

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[HarleyApril]

Pour mémoire, on écrit les deux équilibres, on retourne l'un d'eux (donc on inverse le Ka), on somme les équations. La constante d'équilibre se retrouve être le rapport des Ka.

Ici, comme CO2 se dégage, il va y avoir déplacement de l'équilibre ... et la réaction ira jusqu'au bout.

Cordialement

[BFem]

OK, je regarderai ça de plus près

Merci beaucoup pour votre réponse