EXERCICE III. L’EAU DISTILLÉE ET SON pH (4 points) Antilles - Guyane 2009 http://labolycee.org
Le but de cet exercice est de comprendre pourquoi le pH d’une eau distillée laissée à l’air libre diminue.

1. pH de l’eau pure à 25 ° C
1.1. Dans toute solution aqueuse se produit la réaction d’autoprotolyse de l’eau. Écrire l’équation de cette réaction. 1.2. Exprimer la constante d’équilibre Ke associée à l’équation précédente. Quel nom donne-t-on à cette constante Ke ? 1.3. À 25° des mesures de conductivité électrique mont rent que pour de l’eau pure : C, + [H3O ]éq, = [HO−]éq = 1,0 × 10−7 mol.L−1 . 1.3.1 Calculer la valeur de Ke à 25 ° . C 1.3.2 Calculer la valeur du pH de l’eau pure à 25 °C.

2. Eau distillée laissée à l’air libre
De l’eau fraîchement distillée et laissée quelque temps à l’air libre dans un bécher, à 25 ° voit so n C, pH diminuer progressivement puis se stabiliser à la valeur de 5,7. La dissolution lente et progressive dans l’eau distillée du dioxyde de carbone présent dans l’air permet d’expliquer cette diminution du pH. Un équilibre s’établit entre le dioxyde de carbone présent dans l’air et celui qui est dissous dans l’eau distillée noté CO2, H2O. Dans la suite de l’exercice on ne tiendra pas compte de la réaction entre les ions hydrogénocarbonate HCO3−(aq) et l’eau. Le couple dioxyde de carbone dissous / ion hydrogénocarbonate est CO2, H2O / HCO3−(aq). 2.1. L’équation de la réaction entre le dioxyde de carbone dissous et l’eau s’écrit : CO2, H2O + H2O( ℓ ) = HCO3−(aq) + H3O+. Écrire les couples acido-basiques mis en jeu dans cette équation. 2.2. Exprimer la constante d’acidité KA associée à l’équation précédente. 2.3. Montrer qu’à partir de l’expression de KA on peut écrire : pH = pKA + log ( [HCO3−]éq / [CO2, H2O]éq )

relation (1 )

2.4. Sachant que pKA = 6,4 et en utilisant la relation (1), calculer la valeur du quotient [HCO3−]éq / [CO2, H2O]éq pour de l’eau distillée de pH = 5,7. Parmi les espèces CO2, H2O et HCO3−(aq) quelle est