On étudie le couple acide benzoïque / ion benzoate C₆H₅COOH / C₆H₅ COO^-. pKa = 4,2

1. On mesure le pH d'une solution S₁ d'acide benzoïque de concentration C₁=0,01 mol/L. On trouve pH=3,1.
   - Indiquer en quoi ce résultat permet d'affirmer que l'acide benzoïque est un acide faible dans l'eau.
   - Ecrire l'équation bilan de la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau. Déterminer la constante de cette réaction
2. On mesure ensuite le pH d'une solution S₂ de benzoate de sodium ( C₆H₅ COONa) de concentration 0,01 mol/L. On trouve pH=8,1.
   - Indiquer en quoi ce résultat permet d'affirmer que l'ion benzoate est une base faible dans l'eau.
   - Ecrire l'équation bilan de la réaction de l'ion benzoate avec l'eau. Déterminer la constante de cette réaction.
3. On ajoute à la solution S₁ quelques gouttes d'une solution de soude. Le pH prend la valeur 5,2.
   - Indiquer sans calcul, en utilisant une échelle de pH, quelle est l'espèce du couple qui prédomine dans la solution obtenue.
   - Noter sur une échelle des pKa, les différents couples acide base qui interviennent dans la solution obtenue.
   - Ecrire l'équation bilan de la réaction acide base qui se produit lors du mélange de la solution S₁ et de la solution de soude et qui présente la plus grande constante de réaction. Calculer cette constante de réaction. En déduire si la réaction peut être considérée comme totale.
4. On réalise une solution S en mélangeant 10 mL de S₁= et 10 mL de S₂
   - Ecrire l'équation bilan de la réaction acide base qui se produit lors du mélange et qui présente la plus grande constante de réaction. Calculer cette constante de réaction.
   - Etablir sans calcul, la relation entre la concentration de l'acide benzoïque et celle de sa base conjuguée. En déduire la valeur du pH de la solution S.