L’acide formique pour stocker le dihydrogène (2)

Dans cette vidéo, Theobald de Cidéo nous présente un exercice de chimie portant sur une méthode conductimétrique pour contrôler la teneur en acide formique d'une solution aqueuse. La première partie de l'exercice nous rappelle que l'acide formique est une bonne solution pour stocker le dihydrogène. L'objectif maintenant est donc de contrôler la teneur en acide formique d'une solution aqueuse préparée par des chercheurs de l'Université de Reuss. Pour cela, on dilue 100 fois une solution aqueuse S0 d'acide formique pour obtenir une solution S1 de concentration C1. On prélève ensuite un volume V1 de cette solution pour mesurer sa conductivité. Pour exprimer la conductivité sigma de la solution, on utilise la formule de la conductivité qui est la somme des conductivités ioniques molaires des ions oxynium et des ions formiate, multipliée par leurs concentrations respectives. On néglige ici l'autoprotolyse de l'eau. Ensuite, on nous demande de déduire une relation entre la conductivité sigma, les conductivités molaires ioniques lambda H3O+ et lambda HCO- et le volume V1. On utilise le tableau d'avancement pour montrer que sigma est égale à la concentration d'ions H3O+ multipliée par la conductivité molaire des ions H3O+, plus la concentration d'ions formiate multipliée par la conductivité molaire des ions formiate. L'exercice suivant consiste à montrer que l'avancement en fin de réaction XF est égal à 3,56 x 10-3 mol. Pour cela, on utilise la mesure de la conductivité de la solution (144 mSqm) et on isole XF dans la formule. On trouve alors XF en fonction de sigma et on effectue le calcul numérique pour obtenir la valeur de XF. Ensuite, on introduit la constante d'équilibre Ka et on montre qu'elle peut s'écrire en fonction de XF, V1 et C1. On isole C1 dans la formule pour déterminer la concentration molaire de la solution S1 utilisée pour la conductimétrie. On effectue le calcul numérique pour obtenir la valeur de C1. Ensuite, on déduit la concentration molaire de la solution mère S0 en utilisant la dilution de 100 fois de S0 pour obtenir S1. On trouve que la concentration de S0 est environ égale à 7,16 mol par litre. Enfin, on compare qualitativement la concentration obtenue avec la teneur en acide formique annoncée dans le document 2. On constate que la concentration obtenue (7,16 mol par litre) est en accord avec celle mentionnée dans le document 2 (7,0 mol par litre). Il s'agit du résumé en SEO friendly de ce cours.