7 juillet 2010

acide base, tampon, acide lactique, électrolyse, conductimétrie, chimie organique : St Michel 2010.

acide base.
Une solution S1 d'acide HA1 de concentration C1 et une solution S2 d'acide HA2 de concentration C21 ont le même pH.  supérieure à C

Le taux d'avancement final de la réaction de l'acide HA1 sur l'eau est t1.  
Le taux d'avancement final de la réaction de l'acide HA2 sur l'eau est t2
La constante d'équilibre de la réaction de l'acide HA1 sur l'eau est K1. 
La constante d'équilibre de la réaction de l'acide HA2 sur l'eau est K2.
A- t1 = t2.
B- t1 <t2.
C- K1 2.

Tampon.
A 30 mL d'une solution tampon de pH=4,2 d'acide benzoïque 
de concentration dans le mélange 0,10 mol/L et de benzoate de sodium, 
on ajoute 1,5 mL d'acide chlorhydrique de concentration c = 0,10 mol/L, sans variation de volume ; pKa(C6H5COOH /C6H5COO- ) = 4,2
A- L'équilibre de dissociation de l'acide benzoïque se déplace dans le sens direct. 
B- Le pH final vaut 3,7. 
C- La quantité de matière d'acide benzoïque à l'état final est 0,15 mol.

D. Si on dilue 10 fois la solution résultante le pH est 4,7. 


acide lactique.
Le lait frais contient peu d'acide lactique  CH3-CH(OH) COOH. ( pKa = 3,9)
Pour savoir si le lait est frais, on le dose par la soude de concentration 2,0 10-2 mol/L. 

On introduit dans un erlenmeyer 20,0 mL de lait et quelques gouttes d'indicateur coloré.  
VE = 16,2 mL et pHE = 8,2.
L'acidité d'un lait frais est inférieure à 17 °D 

( 1 °D représente 0,10 g d'acide lactique par litre de lait ).
A. Le groupe carboxyle est présent dans la molécule d'acide lactique.
B. L'espèce prédominante dans le lait de pH=6,7 est
CH3-CH(OH) COOH. 
C. A l'équivalence, la solution présente est du lactate de sodium. 

D. la concentration en acide lactique est 0,16 mol/L.

E- Le lait n'est pas frais. 




Sulfate d'argent.
Soit une solution telle que [Ag+]= 4,0 10-2 mol/L.
La constante d'équilibre Ag2SO4(s) = 2Ag+aq + SO42-aq vaut Ks = 1,6 10-5.
Si on double la concentration en ion argent, alors la concentration ( mol/L)  en ions sulfate est :
2,0 10-2 ;
4,0 10-2 ;
5,0 10-3 ;
2,5 10-3.



Electrolyses.
A- Une réaction d'électrolyse a lieu grâce à l'apport d'énergie chimique fournie par le générateur. 
B- A l'anode, s'effectue une oxydation et à la cathode une réduction
C- les cations se déplacent vers la cathode, les anions vers l'anode. 
D- Comme tout récepteur électrique, un électrolyseur est caractérisé par une force électromotrice et par une résistance interne.
E- L'électrode d'entrée est appelée cathode. 




On place en série deux électrolyseur munis d'électrodes en carbone graphite. 
Le premier contient 100 mL de nitrate d'argent à 0,100 mol/L 
et le second 100 mL de sulfate de cuivre à 0,100 mol/L.
En 10 min la masse de la cathode du premier électrolyseur a augmenté de 0,648 g. 
M(Ag) = 108 g/mol ; M(Cu) = 63,5 g/mol ; F = 96500 C /mol.
A- L'intensité du courant est I = 0,965 A.
B- L'augmentation de masse de la seconde cathode est 0,381 g. 
C- la concentration finale des ions argent est : 0,04 mol/L.
D- la concentration finale des ions cuivre est : 0,04 mol/L. 



Conductimétrie.
Le taux d'avancement final de la réaction de l'acide éthanoïque sur l'eau dans 

une solution S1 de concentration C1 = 1,0 10-3 mol/L( 1 mol m-3) est t1 = 0,12. 
On prélève 10 mL de cette solution, on les verse dans une fiole jaugée de 100 mL 
et on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. 
On obtient S2. On mesure avec la même cellule la conductance de la solution S1, G1 = 48 µS 
et la conductance de S2, G2 = 12 µS.
A- Le rapport des concentration C2/C1 = 4. 

B- Le rapport des conductivité s2/s1 = 0,25.

C- Le taux d'avancement final de la réaction de l'acide éthanoïque sur l'eau  dans la solution S2 et 0,30.



dosage conductimétrique :
On effectue le dosage conductimétrique d'un acide par la soude.
A- On peut ajouter de l'eau déminéralisée au cours du dosage.  
B- La conductance du mélange réactionnel diminue toujours avant le point équivalent.  
C- La conductance augmente toujours après l'équivalence.
D- le point équivalent est à l'intersection de deux segments de droite de coefficients directeurs différents.



A propos de cinétique.
Soit l'équation  de dimérisation : 2NO2(g) = N2O4(g)
La variation de 1/[NO2] ( L mol-1) est donnée ci-dessous :

A- Le temps de demi réaction est t½ = 50 min.
B- Le temps de demi réaction est t½ = 100 min.
C- La vitesse de la réaction est définie par : v = -½d[NO2]/dt.
D- La vitesse de la réaction est définie par : v = -d[NO2]/dt.


On dit qu'un catalyseur est sélectif :
A- s'il augmente la vitesse de formation d'un produit au détriment d'un autre.
B- s'il agit de façon non prévisible sur les réactifs.
C- s'il nécessite des conditions de température ou de pression particulières pour agir.
D- s'il augmente la vitesse d'évolution d'une transformation de façon privilégiée.





Absorbance
La réaction entre l'eau oxygénée et les ions iodure produit du diiode. 
On mesure l'absorbance A(t) de la solution au cours du temps. 
La seule espèce absorbante est le diiode. 
Les mesures sont effectuées dans une cuve de 1 cm avec un coefficient d'absorption molaire pour le diiode 
e = 4360 L mol-1 cm-1. 
L'absorbance de la solution est donnée par :
A(t) = 1,125 (1-exp(-0,03 t).

A- L'absorbance au bout d'un temps infini est égale à zéro.
B- L'absorbance à t = 0 est égale à 1,125.
C- La concentration de diiode au bout d'un temps infini est éagle à 2,5 10-4 mol/L.
D- Le temps de demi-réaction est 22 min.



Echange thermique.
A- La fusion nécessite un apport d'énergie.
B- La chaleur latente d'exprime en J mol-1.
C- Lorsque la glace fond, sa température augmente.
D- Lorsque le solide se solidifie, son volume diminue toujours.




Chimie organique.
A- On obtient une imine avec une cétone et une amine primaire.

B- On obtient une imine par une réaction de condensation.

C- La réaction qui conduit à une imine n'est pas totale, car une imine est hydrolysable.

D
- En présence de 2,4-DNPH, les composés carbonylés donne un précipité de 2,4-dinitrophénolhydrazone.


Soient les trois équations de réaction :
(1) : 2 CH3-COOH = A + H2O
(2) : A + propan-1-ol = B +
CH3-COOH
(3) : B + HO- = C+D.

 
A- B est l'anhydride éthanoïque.

B- B est le propanoate d'éthyle.

C- C est l'ion propanoate.
D- D est l'éthanol. 


correction fixe
correction chimix