L'acide formique (ou méthanoïque)

1) Équation de la réaction de l'acide méthanoïque avec l'eau

HCOOH + H2O = H3O++ HCOO-

2) Expression du taux d'avancement final

Par définition : 

Le tableau d'avancement donne :          xéq = [H3O+]éq . V        si V est le volume du mélange réactionnel

L'avancement maximal serait obtenu si toute les molécules d'acide avait réagi avec l'eau.
Alors : xmax = n(HCOOH)i = ci . V

Donc :             

3) Valeur du taux d'avancement pour chaque solution

Sachant que [H3O+] = 10-pH, on peut construire le tableau :

ci

pH

t

0.00001

5

1

0.00005

4.4

0.79621434

0.0001

4.2

0.63095734

0.0005

3.6

0.50237729

0.001

3.5

0.31622777

0.005

3.1

0.15886565

0.01

2.9

0.12589254

0.05

2.5

0.06324555

 

Le graphe représentant t en fonction du pH est donc :

4) Valeur du pH pour t = 50%

Attention : le point (3,5;0,5) n'est pas sur la courbe. Le pH déduit du graphe pour t = 0,50 est d'environ 3,8

Un taux de 50 % signifie qu'il reste la moitié des molécules HCOOH dans la solution, l'autre moitié ayant donné les ions formiate (méthanoate) HCOO-.
Donc : [HCOOH]éq = [HCOO-]éq

La constante d'équilibre K de la réaction de l'acide formique avec l'eau (donc la constante d'acidité KA) s'écrit donc :

Et donc, en prenant le logarithme décimal de chaque côté de l'égalité : pH = pKA

Si pH = 3,8 pour t = 50%, on peut en déduire
que le pKA du couple HCOOH / HCOO- vaut 3,8

Et la constante d'acidité de ce couple vaut KA = 10-3,8 = 1,6.10-4

5) Espèces prédominantes

       =>                  

=>      

Lorsque pH < pKA , log (X) > 0, [HCOOH] > [HCOO-]
=> l'espèce prédominante est l'acide HCOOH

Lorsque pH > pKA , , log (X) < 0, [HCOOH] < [HCOO-]
=> l'espèce prédominante est la base HCOO-

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