EXERCICE 2. L’EAU DISTILLÉE ET SON pH
1. pH de l’eau pure à 25°C

1.1. autoprotolyse de l’eau : 2H2O([pic]) = H3O+ + HO–(aq)
1.2. Ke = [H3O+]éq . [HO–(aq)]éq.
Cette constante d’équilibre est appelée produit ionique de l’eau.
1.3.1. Ke = 1,0(10–7 ( 1,0(10–7 = 1,0(10–14
1.3.2. pH = – log[H3O+]éq pH = – log (1,0(10–7) = 7,0
2. Eau distillée laissée à l’air libre

2.1. Les couples acido-basiques mis en jeu sont : Couple 1 : CO2,H2O / HCO3–(aq) et Couple 2 : H3O+ / H2O([pic])
2.2. KA = [pic]
2.3. pKA = – logKA = – log [pic] et pKA = – log [H3O+]éq – log [pic] donc pKA = pH – log [pic] et pH = pKA + log [pic] relation (1) log(a.b) = log a + log b
2.4. D’après la relation 1, log [pic] = pH – pKA et [pic] = 10pH–pKA
[pic] = 10(5,7 – 6,4) = 10 –0,7 = 0,20 [pic] < 1, donc [HCO3–(aq)]éq < [CO2,H2O], l’espèce CO2,H2O prédomine sur HCO3–.
2.5. Diagramme de prédominance :
2.6. Tableau d’avancement
2.6.1.
|Équation de la réaction | CO2,H2O + H2O([pic]) = HCO3–(aq) + H3O+ |
|État du système chimique |Avancement (mol) | |
|État initial(mol) |0 |c.V |solvant |0 |0 |
|État intermédiaire |x |c.V – x |solvant |x |x |
|(mol) | | | | | |
|État final (à l’équilibre) |xéq |c.V – xéq |solvant |xéq |xéq |
|(mol)