QCM acide base, dilution, taux d'avancement final, ester ( Kiné EFOM 2009)

A v₀ = 10 mL d'une solution S₀ d'acide chlorhydrique de concentration c₀ = 0,01 mol/L et de pH₀ = 2,0 ,
on ajoute V = 20 mL d'une solution de chlorure de potassium ( K⁺ + Cl^-) de même concentration c₀. 
On complète avec de l'eau distille afin d'obtenir V₁ = 100 mL d'une solution notée S₁.
On fabrique une solution S₂ de volume V₂ = 500 mL en ajoutant à S₁, 400 mL de solution S₀.

Question :
Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) ?

A- le pH de la solution S₁ est pH₁ = 3,0.
B- dans S₂, [K⁺] =2 10^-3 mol/L.
C- dans S₁, [Cl^-] = 10^-3 mol/L.
D- la solution 2 est plus acide que la solution 1.
E- la quantité de matière d'ion chlorure présente dans S₂ est 3 10^-4 mol.



On dispose d'une solution de chlorure d'ammonium ( NH₄⁺_aq+Cl^-_aq de concentration de soluté apporté c₀ = 1,0 10^-3 mol/L et dont le pH est 6,1. On donne 10^-6,1 = 7,9 10^-7.  
Question :
Déterminer la constante d'équilibre K de la réaction de NH₄⁺_aqavec l'eau.

A	B	C	D	E	F
3,3 10-10	6 10-9	1,6 10-6	6,2 10-10	4,5 10-10	autre

éthylamine. Le pH d'une solution aqueuse d'éthylamine C₂H₅NH₂, de concentration en soluté apporté c= 0,10 mol/L est égal à 12 à 25°C.
On considère la réaction de l'éthylamine avec l'eau.
Question :Calculer le taux d'avancement final t de la réaction de l'éthylamine avec l'eau.

A	B	C	D	E	F
0,079	0,10	0,05	2,5 10-3	0,33	autre

hydroxylamine et acide nitrique A 25°C, on mélange 200 mL d'hydroxylamine NH₂OH à 10^-2 mol/L et 1 mL d'acide nitrique de concentration molaire c_A = 1,0 mol/L. La réaction entre l'hydroxylamine et l'acide nitrique est totale. La solution obtenue a un pH égal à 6,0.

Question :
Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) ? 
A- dans la solution [NO₃^-] = 5 10^-3 mol.
B- l'équation de la réaction acide/base qui a lieu est : NH₂OH + H₃O⁺ = NH₃OH⁺ +H₂O.
C- x_max = 2 10^-3 mol/L.
D- pK_a(NH₃OH⁺ / NH₂OH ) = 6,0 . 
E- dans le mélange il y a 10^-8 mol d'ion hydroxyde.


On réalise l'hydrolyse du butanoate d'éthyle en chauffant à 200 °C un mélange de 5,0 mol d'eau et de 1,0 mol d'ester. 
Le volume du mélange est de 180 mL. 
Après 24 heures de réaction, on prélève un échantillon de 10 mL. On le refroidit et on le titre ensuite par une solution de soude à 2,0 mol/L. 
L'équivalence acidobasique est atteinte pour un volume de base versé V_BE =17,5mL.
Question : Déterminer la quantité de matière d'acide présent dans le prélevement.

A	B	C	D	E	F
35 mmol	22 mmol	130 mmol	0,22 mol	0,55 mol	autre

Question : En déduire le pourcentage d'ester hydrolysé.

A	B	C	D	E	F
33 %	82 %	63%	54%	75%	autre

combustion d'un hydrocarbure.
On réalise la combustion de 10 mL d'un hydrocarbure gazeux de formule brute inconnue C_xH_y, avec 50 mL de dioxygène en excès. Après combustion totale et refroidissement ( l'eau est sous forme liquide ), le volume gazeux final est 35 mL, dont 20 mL de CO₂.
Tous les volumes gazeux sont mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression.
Question :
 Déterminer la formule brute de l'hydrocarbure .

A	B	C	D	E	F
C2H4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H10	autre

correction fixe

correction chimix

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Titrage , banane, Nantes 2010

Titrage.

On donne :
couples acide / base : H₃O⁺aq/ H₂O (l) pK_a1 = 0 ; H₂O (l) /HO^-aq pK_a2 =pKe = 14
On réalise un titrage d'un volume V_A d'acide chlorhydrique de concentration apportée C_A inconnue placée dans un becher d'environ 250 mL par une solution titrante d'hydroxyde de sodium de concentration apportée C_B placée dans une burette graduée de 25 mL.
On notera V_E le volume versé à l'équivalence.
On donne V_A = 20,0 mL, C_B = 0,100 mol/L..

Q : 

-Quel est le but d'un titrage ?
-Définir l'état d'équivalence d'un système physico-chimique.
-Pour un avancement x inférieur à l'avancement à l'équivalence x_E, quel est le réactif limitant ?
-Pour un volume V, inférieur à V_E, de solution d'hydroxyde de sodium versé, établir l'expression littérale du taux d'avancement t en fonction du pH, Ke,  V_A, V et C_B.
-Calculer la valeur du taux d'avancement pour V = 0,25 V_E ; V = 0,5 V_E ; V = 0,75 V_E.
-Que peut-on en déduire sur la transformation chimique ? Pourquoi ?
-Déterminer les concentrations effectives des espéces chimiques pour V= V_E. Justifier.
-Déterminer les concentrations effectives des espèces chimiques pour V= 1,25V_E.


Arôme de banane.
L'arôme synthétique de banane, appelé encore acétate de butyle, est obtenu à partir de l'acide éthanoïque et du butan-1-ol.
Expérimentalement la synthèse au laboratoire nécessite un volume V_A = 5,80 mL d'acide carboxylique A et un volume V_B = 18,4 mL d'alcool B et quelques gouttes d'acide sulfurique.

	masse molaire M(g/mol)	masse volumique � (g/mL)	tempé rature d'ébullition sous pression normale °C	solubilité dans l'eau salée	picto grammes
A	60	1,05	118,2	importante
B	74	0,81	117,7	très faible
ester	116	0,87	126,5	très faible
acide sulfurique	98	1,80	340,0	importante
eau	18	1,00	100,0	importante

Q : 

-Etablir l'équation de la réaction qui permet d'obtenir cet arôme. Nommer l'ester formé.
-Citer trois méthodes pour améliorer le rendement final de cette transformation sans modifier la quantité de réactif limitant.
-Déterminer la valeur de la constante d'équilibre.
-Quelle masse d'ester peut-on obtenir dans l'état final ?
-Que signifie les deux pictogrammes ? Quelles consignes faut-il préconiser lors de leur utilisation ?

Q : En fin de réaction, l'ensemble est introduit dans une ampoule à décanter en présence d'eau salée pour l'étape de relargage.
Quel est le rôle de l'eau salée ?

Q :
-Schématiser et décrire clairement les différentes phases qui apparaissent dans l'ampoule.
-Schématiser et décrire clairement les différentes phases qui apparaissent dans l'ampoule.
-Détailler clairement une méthode expérimentale pour recueillir l'arôme.
-Détailler clairement votre méthode expérimentale pour :
- identifier l'arôme à l'acétate de butyle
- vérifier si l'arôme est pur.
-Qu'attendez-vous comme observations pour répondre à ces objectifs ?


correction chimix 
correction fixe

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