Chimie - exercitation sur l'étude d’une transformation chimique - correction, Exercices de Chimie Appliquée
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercitation sur l'étude d’une transformation chimique - correction, Exercices de Chimie Appliquée

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Chimie appliquée - exercitation sur l'étude d’une transformation chimique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Solution de départ, Accès à la valeur du taux d’avancement final par une mesure pH-...
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Exercice III: étude d'une transformation chimique (4 points)

BAC S Centres étrangers 2010 Correction EXERCICE III. ÉTUDE D’UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE (4 POINTS)

1. Solution de départ 1.1. Un acide, selon Brönsted, est une espèce chimique capable de céder un proton H+. 1.2. L’acide étant irritant pour la peau, il faut porter des gants. Il est également irritant pour les yeux, il faut porter des lunettesde protection. Enfin, il est irritant pour les voies respiratoires, on travaille sous hotte. 2. Accès à la valeur du taux d’avancement final par une mesure pH-métrique. 2.1. Le professeur procède à une dilution. Solution mère : c0 = 17,5 mol.L–1 Solution fille : c1 = ? V0 = 1,00 mL V = 500,0 mL Au cours de la dilution, la quantité de matière de soluté ne change pas, soit c0.V0 = c1.V

c1 = 0 0 c .V

V

c1 = , ,

,

17 5 1 00

500 0

 = 3,5010-2 mol.L-1

2.2.

Ligne 1

équation de la réaction AH(aq) + H2O(l) = A–(aq) + H3O+(aq)

État du système

Avancement (mol)

Quantités de matière (en mol)

Ligne 2

État initial 0 c1.V 0 0

Ligne 3

En cours de transformation

x c1.V – xx x

Ligne 4

État final xf c1.V – xfxf xf

Ligne 5

État maximal xmax c1.V – xmaxxmaxxmax

2.3. Voir tableau 2.4. Si la transformation est totale, l’acide est totalement consomme, soit c1.V – xmax = 0

alors xmax = c1.V

xmax = 3,50  10–2  0,5000 = 1,7510–2 mol

2.5. [H3O+]1,f = 10–pH

[H3O+]1,f = 10–3,1 = 7,910 –4 mol.L-1

x1, f = [H3O+]1,f.V

x1, f = 10–3,1 0,5000 = 4,010–4 mol2.6. x1, f << xmax La transformation associée à la réaction entre l’acide et l’eau est limitée.

2.7. Le taux d’avancement final est le rapport entre l’avancement à l’équilibre et l’avancement

maximal : max

fx

x 

2.8. ,

max

1 f

1

x

x 

1 = ,

,

4

2

4 0 10

1 75 10

= 2,3%

2.9. Le taux d’avancement est de 2,3%, soit 0,023 ; l’acide contenu dans la solution S0 est l’acide éthanoïque. 3. Accès à la valeur du taux d’avancement final par une mesure conductimétrique.

3.1. - -

, , . + .

3 2 3H O A2 f 2 f

H O A          

3.2. D’après l’équation chimique :[H3O+] = [A-],

il vient - ,

( ). 3

2 3H O A 2 f H O

      

3.3. -

,

( ) 3

2 3 2 f

H O A

H O 

    

 

[H3O+]2,f = -

- -

,

( , )

2

3 3

1 07 10

4 1 10 35 10

   = 0,27 mol.m-3 = 2,710-4 mol.L-1

3.4. 2 = ,

3 2 f

2

H O

c

  

2 = -

-

,

,

4

3

2 7 10

5 0 10

 = 5,5 %

3.5. La valeur de 2 est légèrement supérieure à 1. La solution S2 étant moins concentrée que la solution S1, la transformation entre l’acide HA et l’eau a tendance à évoluer davantage dans le sens direct (l’eau est en plus large excès dans la solution 2), il se formera alors plus de produits. Remarque : Cependant l’écart sur les taux d’avancement est petit et peut aussi résulter d’imprécisions des appareils de mesure.

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