Résumé de l’activité

Dans le cadre du Cercle d’étude Lycée Physique-Chimie, Mme Aurélie Teychené propose une activité sur la notion de force des acides en classe de spécialité de Terminale.
Dans cette activité expérimentale les élèves déterminent le pK_A d’acides faibles à l’aide d’une mesure de pH. Après une première étude théorique complète, ils s’aident de l’IA afin d’automatiser les calculs et déterminer le pK_A de plusieurs acides. Ils utilisent aussi un programme python généré par l’IA afin de déterminer le taux de dissociation d’un acide faible en solution et d’étudier l’influence de la concentration sur sa valeur.

Objectifs du programme

Cette activité expérimentale s’inscrit dans la 3^ème partie du thème 1 du programme de spécialité de terminale intitulée « Prévoir l’évolution d’un système siège d’une transformation chimique ».

Capacités expérimentales :
Estimer la valeur de la constante d’acidité d’un couple acide-base à l’aide d’une mesure de pH.
Mesurer le pH de solutions d’acide ou de base de concentration donnée pour en déduire le caractère fort ou faible de l’acide ou de la base.

Capacité numérique :
Déterminer, à l’aide d’un langage de programmation, le taux d’avancement final d’une transformation, modélisée par la réaction d’un acide sur l’eau.

Scénario pédagogique

TP, élèves en binômes.

1ère partie :
Dans un premier temps, les élèves mesurent le pH de quatre solutions d’acides faible de concentration en soluté apporté égale à 1,0×10^-2 mol·L^-1 et, en s’appuyant sur un tableau d’avancement et sur la valeur du pH, ils déterminent ensuite x_max, x_f, τ, les concentrations à l’état final, K_A et pK_A pour le premier acide.
Ils utilisent ensuite une IA générative pour retrouver les résultats de l’étude théorique et une fois le prompt ajusté, ils le réutilisent pour déterminer toutes les valeurs pour les trois autres acides.
Ils comparent ensuite la force des acides en comparant le taux final d’avancement ou les pK_A des couples.

2ème partie :
Dans un deuxième temps, les élèves utilisent l’IA pour générer un programme python permettant de déterminer le taux d’avancement final connaissant le pK_A et la concentration en soluté apporté. Après avoir ajusté le fonctionnement du programme python sur l’exemple de la 1ère partie, ils calculent le taux d’avancement final dans le cas d’une solution d’acide très diluée afin de conclure.

Les documents de cette activité sont à télécharger ci-dessous.