Exercice B - 1. Propriétés acido-basiques de l'ac… · Bac Physique-Chimie Métropole 2 remplacement 2022

EXERCICE B. NETTOYAGE DES PLAQUES DE CUISSON (5 points)

Mots-clés: réaction acide-base, titrage, cinétique chimique

Pour nettoyer une plaque de cuisson électrique encrassée, une méthode consiste à déposer, avant de frotter, de l'hydrogénocarbonate de sodium solide (vendu sous le nom de bicarbonate de soude) tout autour des plaques électriques puis à verser du vinaigre ménager.

D'après www.delcourt.fr

Dans cet exercice, on étudie la composition d'un vinaigre ménager, puis la cinétique de sa transformation chimique avec de l'hydrogénocarbonate de sodium.

Nom du produit · Vinaigre ménager 14°

Masse volumique $\rho$ · $1{,}0\text{ g}\cdot\text{mL}^{-1}$

pH · $2{,}2$

D'après http://langle.fr/fiches-securites/6427-test

Figure 1. Fiche sécurité du vinaigre ménager 14°

Données:

numéros atomiques: $Z(\text{H}) = 1$; $Z(\text{C}) = 6$; $Z(\text{O}) = 8$;

masses molaires atomiques en $\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$: $M(\text{H}) = 1{,}00$; $M(\text{C}) = 12{,}0$; $M(\text{O}) = 16{,}0$;

$\text{p}K_A$ du couple acide éthanoïque / ion éthanoate: $\text{p}K_A = 4{,}76$.

1. Étude des quelques propriétés acido-basiques de l'acide éthanoïque

Le vinaigre ménager est une solution aqueuse d'acide éthanoïque de formule $\mathrm{CH_3COOH}$. Dans cette partie on souhaite vérifier que l'acide éthanoïque est bien un acide faible dans l'eau.

Q1.

Représenter le schéma de Lewis de la base conjuguée de l'acide éthanoïque.

Q2.

Indiquer l'espèce majoritaire du couple de l'acide éthanoïque présente dans un vinaigre ménager 14°. Justifier.

Le $\mathrm{pH}$ d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque de concentration $5{,}0\times 10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ est de $3{,}5$.

Q3.

Écrire l'équation de la réaction modélisant la transformation chimique entre l'acide éthanoïque et l'eau.

Q4.

En utilisant la valeur du $\mathrm{pH}$ de la solution, montrer que le taux d'avancement final $\tau$ de cette réaction est de l'ordre de $6\ \%$. Commenter ce résultat quant à la force de l'acide éthanoïque dans l'eau.