Titrage
On donne :  couples acide / base : H₃O⁺aq/ H₂O (l) pK_a1 = 0 ; H₂O (l) /HO^-aq pK_a2 =pKe = 14.
On r�alise un titrage d'un volume V_A d'acide chlorhydrique de concentration apport�e C_A inconnue plac�e dans un becher d'environ 250 mL par une solution titrante d'hydroxyde de sodium de concentration apport�e C_B plac�e dans une burette gradu�e de 25 mL. On notera V_E le volume vers� � l'�quivalence. On donne V_A = 20,0 mL, C_B = 0,100 mol/L.
Quel est le but d'un titrage  ?
Un titrage permet de d�terminer la concentration inconnue d'une esp�ce chimique en solution.
D�finir l'�tat d'�quivalence d'un syst�me physico-chimique.
A l'�quivalence, les quantit�s de mati�re des r�actifs mis en pr�sence sont en propotions stoechiom�triques.
Dans ce cas, avant l'�quivalence, l'acide chlorhydrique est en exc�s dans le becher ; apr�s l'�quivalence, l'autre r�actif, la soude est en exc�s.
Pour un avancement x inf�rieur � l'avancement � l'�quivalence x_E, quel est le r�actif limitant ?
Avant l'�quivalence, l'hydroxyde de sodium est en d�faut dans le becher : l'ion hydroxyde est le r�actif limitant.

Pour un volume V, inf�rieur � V_E, de solution d'hydroxyde de sodium vers�, �tablir l'expression litt�rale du taux d'avancement t en fonction du pH, Ke, V_A, V et C_B.
H₃O⁺aq + HO^-aq =2H₂O (l) K=1/([H₃O⁺aq][HO^-aq]) =1/ Ke. 
[HO^-aq] = Ke/ [H₃O⁺aq] = Ke / 10^-pH.
n(HO^-aq) = [HO^-aq]  (V_A+V) = Ke(V_A+V)/ 10^-pH.
Le tableau suivant est �tabli � partir du m�lange hypoth�tique  C_AV_A mol d'acide et  C_BV_E mol de base. 

	avancement (mol)	H3O+aq	+ HO-aq	=2H2O (l)
initial	0	CAVA	CBVE	solvant
en cours	x	CAVA-x	CBVE-xf
�quivalence	xf	CAVA-x�q	CBVE-x�q
V = 1,25 VE		~0 ( en d�faut)	0,25 VECB

Taux d'avancement : x_f / x_max avec  x_max= C_BV.
n(HO^-aq) =C_BV-x_f = Ke(V_A+V)/ 10^-pH ; x_f = VC_B-Ke(V_A+V)/ 10^-pH ;
x_f / x_max  = 1-Ke(V_A+V)/ (10^-pH C_BV)
Le graphe indique V_E =10,8 mL ;x_f / x_max= 1-10^-14(0,02+V)/ (10^-pH *0,1 V).
Calculer la valeur du taux d'avancement pour V = 0,25 V_E ; V = 0,5 V_E ; V = 0,75 V_E.
Lecture graphe pH_0,25 ~1,9 ;  t_0,25 = 1-10^-14(0,02+0,0027)/ (10^-1,9 *0,1*0,0027) = 1.
Lecture graphe pH_0,5 ~2 ;  t_0,5 = 1-10^-14(0,02+0,0054)/ (10^-2 *0,1*0,0054)= 1.
Lecture graphe pH_0,75 ~2,1 ;  t_0,75 = [1-10^-14(0,02+0,0081)/ (10^-2,1 *0,1*0,0081)=1.
Que peut-on en d�duire sur la transformation chimique ? Pourquoi ?
Dans l'hypoth�se d'une transformation totale : t = x_f / x_max =1
t_0,25 =1 ; t_0,5 =1 ; t_0,75 =1.
Dans les calculs pr�c�dents nous avons trouv� ces valeurs. La transformation est donc totale.
D�terminer les concentrations effectives des esp�ces chimiques pour V= V_E. Justifier.
A l'�quivalence nous avons une solution de chlorure de sodium de pH=7 ; [H₃O⁺aq]=[HO^-aq]= 1,0 10^-7mol/L.
La solution est �lectriquement neutre : [Na⁺aq] = [Cl^-aq] =V_EC_B / ( V_A+V_E ) =10,8 *0,1 / 20,8 =5,2 10^-2 mol/L.
D�terminer les concentrations effectives des esp�ces chimiques pour V= 1,25V_E.
[HO^-aq] = 0,25 V_EC_B / ( V_A+V_E ) =0,25*11*0,1 / 33,5 =8,1 10^-3 mol/L.
[H₃O⁺aq] = Ke / [HO^-aq] = 10^-14 / 8,1 10^-3 =1,2 10^-12 mol/L.
[Cl^-aq] =V_EC_B / ( V_A+V ) =11 *0,1 / 33,5 =3,2 10^-2 mol/L.
[Na⁺aq] =VC_B / ( V_A+V )  =  13,75 *0,1 / 33,5 = 4,0 10^-2 mol/L.


Ar�me de banane
L'ar�me synth�tique de banane, appel� encore ac�tate de butyle, est obtenu � partir de l'acide �thano�que et du butan-1-ol.
Exp�rimentalement la synth�se au laboratoire n�cessite un volume V_A = 5,80 mL d'acide carboxylique A et un volume V_B = 18,4 mL d'alcool B et quelques gouttes d'acide sulfurique.

	masse molaire M(g/mol)	masse volumique � (g/mL)	temp� rature d'�bu llition sous pression normale �C	solu bilit� dans l'eau sal�e	picto gram mes
A	60	1,05	118,2	importante
B	74	0,81	117,7	tr�s faible
ester	116	0,87	126,5	tr�s faible
acide sulfurique	98	1,80	340,0	importante
eau	18	1,00	100,0	importante

Etablir l'�quation de la r�action qui permet d'obtenir cet ar�me. Nommer l'ester form�.
CH₃-COOH + CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH = CH₃-COO-CH₂-CH₂-CH₂ -CH₃ + H₂O.
Nom de l'ester : �thanoate ( ac�tate) de butyle.
Citer trois m�thodes pour am�liorer le rendement final de cette transformation sans modifier la quantit� de r�actif limitant.
Quantit�s de mati�re initiales :
n_A = 5,80 *1,05 / 60 = 0,1015 mol ; n_B =18,4 *0,81 / 74 =0,20 mol. ( en exc�s )
- remplacer l'acide par l'anhydride d'acide
- �liminer l'eau ( produit le plus voatil ) par distillation au fur et � mesure qu'elle se forme.
- ajouter un r�actif ( l'acool) en grand exc�s.
Le rendement th�orique est 0,66.
Il faudrait pr�ciser " � partir d'un m�lange �quimolaire".
D�terminer la valeur de la constante d'�quilibre.
K = [CH₃-COO-CH₂-CH₂-CH₂ -CH₃][H₂O] / ([CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH][CH₃-COOH])
A partir d'un m�lange �quimolaire, le rendement th�orique est 0,66 ~2/3.
K = (2/3)² / (1/3*1/3) =4,0.

avancement (mol)	CH3-COOH	+ CH3-CH2-CH2-CH2OH	= CH3-COO-CH2-CH2-CH2 -CH3	+ H2O
initial	0	0,1015	0,20	0	0
en cours	x	0,1015-x	0,20-x	x	x
fin	xf	0,1015-xf	0,20 -xf	xf	xf

Quelle masse d'ester peut-on obtenir dans l'�tat final ?
K = 4 = x_f² / (0,10-x_f)(0,20-x_f) ; 4x_f²  -1,2x_f +0,08  = x_f²  ; 3x_f²  -1,2x_f +0,08  =0
La r�solution donne : x_f =0,084 mol
Masse d'ester = 0,084 *116 = 9,7 g.
Que signifie les deux pictogrammes ? Quelles consignes faut-il pr�coniser lors de leur utilisation ?
L'alcool est  nocif et l'acide sulfurique est corrosif : port de blouse, gants, lunette et travail sous hotte.

---

En fin de r�action, l'ensemble est introduit dans une ampoule � d�canter en pr�sence d'eau sal�e pour l'�tape de relargage.  Quel est le r�le de l'eau sal�e ? L'alcool en exc�s et l'eter sont peu solubles dans l'eau sal�e ; les acides sont tr�s solubles dans l'eau sal�e. On peut ainsi s�parer une phase organique ( alcool + ester) de la phase aqueuse contenant les acides et l'eau. Sch�matiser et d�crire clairement les diff�rentes phases qui apparaissent dans l'ampoule. Sch�matiser et d�crire clairement les diff�rentes phases qui apparaissent dans l'ampoule. La phase la plus dense, l'eau sal�e et les acides occupent la partie inf�rieure. La phase la moins dense, alcool en exc�s et ester occupent la partie sup�rieure. On laisse �couler la phase aqueuse en ouvrant le robinet ; on recup�te ensuite la phase organique contenant l'ester. D�tailler clairement une m�thode exp�rimentale pour recueillir l'ar�me. Les temp�rature d'�bullition de l'alcool et de lester pr�sente une diff�rence de 9�C. On peut les s�parer par distillation fractionn�e. L'alcool distille et l'ester reste dans le ballon. D�tailler clairement votre m�thode exp�rimentale pour : - identifier l'ar�me � l'ac�tate de butyle - v�rifier si l'ar�me est pur. Qu'attendez-vous comme observations pour r�pondre � ces objectifs ? CCM chromatographie sur couche mince en utilsant un r�v�lateur.     1 :  butan-1-ol ( �talon) ; 2 ac�tate de butyle pur ( �talon) ;  3 : ar�me issu de la synth�se. 3 et 2 doivent pr�senter le m�me rapport frontal pour une identification. 3 doit pr�senter une seule tache pour �tre un produit pur.

---