À propos de cette expérience
Versez de l’acide depuis une burette dans une base et suivez simultanément la chimie et la température. La dose détermine la quantité d’acide ou de base restante, la courbe de pH et la chaleur dégagée. Au-delà du point d’équivalence, aucune chaleur de neutralisation supplémentaire n’est produite, tandis que le liquide ajouté continue d’augmenter la capacité thermique.
Objectifs pédagogiques
- Identifiez le point d’équivalence en comparant les quantités d’acide et de base, et non en vous fondant uniquement sur l’égalité des volumes.
- Reliez les moles neutralisées à la chaleur dégagée.
- Expliquez pourquoi l’ajout d’acide après le point d’équivalence réduit l’élévation idéale de température.
Comment l’utiliser
- 1Prévoyez le volume à l’équivalence à partir de la quantité initiale de base et de la concentration de l’acide.
- 2Ajoutez de l’acide jusqu’à cette dose en surveillant le pH, le thermomètre et la chaleur affichée.
- 3Utilisez « Ajouter 1 mL » ou la commande de la burette pour examiner les valeurs autour du point d’équivalence.
- 4Poursuivez au-delà du point d’équivalence, comparez la température et le pH, puis enregistrez plusieurs doses dans le carnet.
Le modèle
Hypothèses
- L’acide et la base se dissocient complètement. Le pH est calculé avec Kw = 10⁻¹⁴ à une température de référence fixe de 25 °C, en tenant compte de l’auto-ionisation de l’eau près du point d’équivalence.
- La neutralisation libère une quantité fixe de 57,3 kJ par mole d’eau formée. La masse volumique est de 1 g/mL, la capacité thermique massique de la solution est de 4,18 J/(g·K) et la capacité thermique du calorimètre est de 20 J/K.
- Les pertes de chaleur, les chaleurs de dilution et la dépendance de Kw à la température ne sont pas prises en compte. La modification d’un paramètre de préparation démarre un nouveau mélange ; la commande de dose ajoutée et la courbe représentent l’état idéal de dose cumulée.
À essayer en classe
- Q1Pourquoi n’atteint-on généralement pas le point d’équivalence en ajoutant un volume d’acide égal au volume initial de base ?
- Q2Pourquoi l’acide ajouté après le point d’équivalence modifie-t-il le pH sans produire de chaleur de neutralisation supplémentaire ?
Foire aux questions
Pourquoi le pH à l’équivalence est-il exactement égal à sept malgré la faible hausse de température ?
Le pH est volontairement référencé à la valeur fixe de Kw à 25 °C, tandis que le modèle thermique estime séparément la variation de température.
Faire glisser le réglage de la dose retire-t-il physiquement de l’acide d’un vrai ballon ?
Cela sélectionne un état reproductible du modèle pour cette dose totale. La diminuer correspond à une nouvelle comparaison avec une dose plus faible, et non à un titrage en sens inverse.