Chimie – exercices sur la question "quand un acide rencontre une base" - correction, Questions d'examen de Chimie Organique
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Melissa_s24 avril 2014

Chimie – exercices sur la question "quand un acide rencontre une base" - correction, Questions d'examen de Chimie Organique

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Chimie – exercices sur la question "quand un acide rencontre une base" - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de l'huile, le réactif limitant.
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2006 Pondichéry

2006 Pondichéry EXERCICE I : QUAND UN ACIDE RENCONTRE UNE BASE,… (7 points)

Correction

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I.1. Étude de l'huile

I.1.a-(0,2) Le propan-1,2,3-triol est couramment appelé glycérol.

I.1.b- entourer la ou les fonctions caractéristiques

(30,2)

Trois groupes caractéristiques ester

I.1.c-(0,2) L'hydrolyse basique des esters est également appelée saponification.

I.1.d-(20,2)Il se forme du glycérol et de l'oléate de sodium.

I.2 Étude du vinaigre

I.2.a-(0,4) CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3COO–(aq) + H3O+

I.2.b-(0,2) Ka = 3 ( ) 3

3 ( )

. aq éqéq

aq éq

CH COO H O

CH COOH

      

   

KA = 10–pKa

(0,2) Ka = 10–4,75 = 1,78.10–5

(0,6)

I.2.c -équation chimique CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3COO–(aq) + H3O+

État du

système

Avancement

(mol) Quantités de matière (mol)

État initial x = 0 n0 = c.V

n0 = 1,00.10–21,0 excès 0 0

En cours de

transformation x 1,00.10–2 – x excès x x

État final

d'équilibrexéq

néq = 1,00.10–2 – xéq

néq = 1,00.10–2 –

3,98.10–4

néq = 9,60.10–3

excès xéq = 3,98.10–4

xéq = [H3O+]éq.V

xéq = 10–pH.V

xéq = 10–3,401,0

xéq = 3,98.10–4

État final si

totale

xmax =

1,00.10–2 n0 – xmax = 0 excès xmax xmax

En l'absence d'indication sur le volume de la solution, on raisonne sur un volume de 1,0 L. (la notion

d'avancement volumique n'est pas au programme)

 = max

éq x

x

(0,2)  = 3,40

2

10

1,00.10

 = 10–1,40 = 3,98.10–2 = 3,98 %

(0,2) La transformation de l'acide éthanoïque avec l'eau n'est pas totale, elle est très limitée.

O

C17H33

O

O

H2C  O  C C17H33

HC  O  C

H2C  O  C  C17H33

I.2.d -(0,2)  = (H3O+).[H3O+] + (CH3COO–).[CH3COO–]

(0,2) D'après l'équation chimique [H3O+] = [CH3COO–]

 = ((H3O+)+(CH3COO–)).[H3O+]

[H3O+] = 3 3

( ( ) ( ))H O CH COO

  

[H3O+] = 3

3

15,5.10

(35,0 4,09).10



[H3O+] = 3,97.10–1 mol.m–3 ATTENTION AUX UNITÉS

(0,4) soit [H3O+] = 3,97.10–4 mol.L–1 valeur non arrondie stockée en mémoire calculatrice

pH = – log [H3O+]

(0,2) pH = 3,40

I.3. Étude de la réaction

I.3.a-(0,4) NaHCO3 (s) + CH3COOH(aq) = Na+(aq) + CO2 , H2O + CH3COO–(aq)

remarque : on pouvait aussi considérer deux étapes pour modéliser la transformation chimique

première étape: dissolution supposée totale du solide NaHCO3 (s) = Na+(aq) + HCO3–(aq)

deuxième étape: réaction entre les ions hydrogénocarbonate et l'acide acétique du vinaigre

HCO3–(aq) + CH3COOH(aq) = CO2,H2O + CH3COO–(aq)

I.3.b- n = m

M

(0,2) n = 1,00

84 = 1,2.10–2 mol d'hydrogénocarbonate de sodium

(0,8)

I.3.c- équation chimique NaHCO3 (s) + CH3COOH(aq) = Na+(aq) + CO2 , H2O + CH3COO–(aq)

État du

système

Avancement

(mol) Quantités de matière (mol)

État initial x = 0 n = 1,2.10–2 n' = 3,7.10–5 0 0 0

En cours de

transformation x n – x n' – x x x x

État final si

totalexmax = n' n – xmax 0 xmax xmax xmax

Si NaHCO3 est réactif limitant, il est totalement consommé alors n – xmax = 0, soit xmax = n = 1,2.10–2 mol,

(0,2)si CH3COOH est limitant, alors xmax = n' = 3,7.10–5 mol,

(0,2) le réactif limitant est l'acide éthanoïque car il conduit à l'avancement maximal le plus faible.

I.3.d-(0,2) D'après le tableau d'avancement xf = 2CO

n et d'après la loi des gaz parfaits P. 2

V CO

= 2CO

n .R.T

(0,2) soit xf = 2

P.V

R.T

CO ATTENTION AUX UNITÉS: P en pascals,

2 V

CO en m3, T en kelvins

xf = 2 61020.10 0,89.10

8,31 (273 25)



 

(0,2) xf = 3,7.10–5 mol

I.3.e-  = max

f x

x

(0,4)Comme xf = xmax alors  = 100 %la transformation est totale.

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