Ester, oxydoréduction : constante d'équilibre, quotient de réaction concours kiné Nantes 2009.

Un ester E a une formule brute C₆H₁₂O₂.
L'hydrolyse en milieu acide (H₂SO₄) de cet ester donne deux composés A et B.
Le composé B peut être obtenu par oxydation ménagée de A.
Question : Identifier A, B et E. Nommer les.

Question : Ecrire l'équation chimique de l'hydrolyse de E.

Question : Préciser ces caractéristiques. 
Quel est le rôle de l'acide sulfurique ? 
Comment s'appelle la réaction inverse ?
Question : Un mélange initial, constitué d'une mole d'ester et d'une mole d'eau, conduit à un mélange final ne contenant plus que 0,66 mol d'ester.


Déterminer la constante d'équilibre K de la réaction d'hydrolyse.

Question : Un mélange initial, constitué d'une mole d'ester et de n moles d'eau, conduit à un mélange final ne contenant plus que 0,30 mol d'ester.

Déterminer n.

Question : On fait réagir l'ester avec une solution concentrée d'hydroxyde de sodium.
Ecrire l'équation chimique de la réaction. Préciser le nom et les caractéristiques de cette réaction.

Réaction d'oxydoréduction.
La constante d'équilibre de la réaction suivante est K = 3,2.
Ag⁺_aq + Fe²⁺_aq = Ag(s) + Fe³⁺_aq.
On introduit dans un becher V₁ = 100 mL d'une solution aqueuse d'ion Ag⁺_aq
de concentration c₁ = 0,10 mol/L
et V₂ =100 mL d'une solution aqueuse d'ion Fe²⁺_aq
de concentration c₂ = 0,20 mol/L.

Question : Quelle est la valeur initiale Q _{r i} du quotient de réaction ? 
Dans quel sens évolue le système ?

Question : Calculer les concentrations des différents ions lorsque l'équilibre est atteint

Question : Quelle masse d'argent métal obtient-on à l'équilibre ?

Question : On plonge une tige d'argent dans la solution. 
Que se produit-il ? Justifier.

Oxydation et thermolyse de l'éthanal.

Question : Donner sa formule développée

On réalise l'oxydation ménagée de l'éthanal par action d'une solution aqueuse de permanganate de potassium en milieu acide.

Question : Ecrire l'équation chimique de la réaction d'oxydoréduction.

Question : 
 A température élevée, l'éthanal se décompose en phase gazeuse selon :
C₂H₄O(g) --> CH₄ (g) + CO(g)
Cette thermolyse esr réalisée dans un récipient clos de volume constant à la température constante de 480 °C.
on étudie la cinétique de la réaction en mesurant la pression totale P du mélange gazeux au cours du temps.

t(min)	0	20	40	60	80	100
P(bar)	0,42	0,54	0,61	0,65	0,68	0,70

La réaction de thermolyse étant totale, quelle sera la pression P_f en fin de réaction ? Justifier.

Question : Tracer la courbe P= f(t)

Question : Définir le temps de demi-réaction t_½.

Question : Calculer la pression totale P=P_½ à la date t_½. Déterminer graphiquement t_½.

correction fixe

correction chimix

acide bromoéthanoïque, thiosulfate, alcools, étamage, méthanal : Berck 2010

Acide bromoéthanoïque  
couple acide /base : C₂H₃BrO₂ /C₂H₃BrO₂^-.
On disout m =1,2 g de cet acide dans V = 500 mL d'eau distillée. 
Le pH de la solution estégal à  pH =2,3.
Question : Calculer le pKa de ce couple acide base. 

2,4 ;
2,7 ;
3,1 ;
4,8 ;
9,2 ;
aucune réponse exacte


acide chlorhydrique et thiosulfate de sodium.
On mélange V₁ = 45 mL d'une solution aqueuse de thiosulfate de sodium de concentration en soluté apporté c₁ = 0,13 mol/L 
et un volume V₂ = 5,0 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c₂ =0,10 mol/L. 
La transformation est lente et on observe la formation d'un précipité jaune qui trouble peu à peu la solution. Dans cette transformation, appelée dismutation, l'ion thiosulfate réagit avec lui même.
Couple oxydant / réducteur : S₂O₃^2-aq / S (s) ; SO₂aq / S₂O₃^2-aq.
Question : Calculer le quotient de cette réaction quand le pH devient égal à 2,8.
1,5 10⁴ ;
2,5 10⁴ ;
1,5 10⁵ ;
2,5 10⁵ ;
 5,5 10⁵ ;
aucune réponse exacte



Solubilité du chlorure de plomb.
On dissout m₀ = 1,00 g de chlorure de plomb dans V = 500 mL d'eau distillée.
le solide n'est pas entièrement dissout et on note m la masse de solide non dissous.
On mesure la conductivité de la solution s = 1,11 mS cm^-1.
l_Pb2+ = 14,0 mS m² mol^-1 ;
l_Cl- = 7,63 mS m² mol^-1 ;
Question : Calculer m ( en mg).

252 ;
312 ;
370 ;
412 ;
472 ;
aucune réponse exacte




Alcools saturés non cycliques de formule bruteC₅H₁₂O .
Question : Parmi les affirmations suivantes, combien y en a t-il d'exactes ?

- Il existe 8 alcools isomères correspondants à cette formule brute. 

- le 2-méthylbutan-1-ol est l'un de ces isomères. 

- Il y a 5 isomères qui sont des alcools secondaires. 

- l'alcool tertiaire a pour nom 2,2-diméthylpropan-1-ol. 

- 7 isomères peuvent subir une oxydation ménagée.  




Etamage.
C'est une opération qui consiste à déposer une couche d'étain sur une pièce métallique. 
On souhaite déposer une couche d'étain d'épaisseur 85 µm 
sur toute la surface d'un cube d'acier de 4,0 cm de côté.
L'anode est constituée d'un morceau d'étain pur, 
la cathode est formée par le cube d'acier.
Les deux électrodes sont immergées dans une solution de sulfate d'étain (II). 
l'intensité est constante I = 5,8 A.
Masse volumique de l'étain r = 7,31 g/cm3 ; 1F = 96500 C mol^-1.
Question : Calculer la durée en minutes nécessaire pour réaliser l'étamage du cube d'acier.

12 ;
18 ;
22 ;
28 ;
32 ;
aucune réponse exacte 







Méthanal.
On dispose d'une solution aqueuse commerciale de méthanal notée S₀. 
On souhaite vérifier le pourcentage massique en méthanal pur de cette solution. 
On suit le protocole suivant :
Etape n°1 : détermination de la densité de la solution commerciale.
On pèse une fiole jaugée vide de 100 mL sur une balance électronique, on trouve une masse m₀ =61,4 g. 
On remplit cette fiole jaugée de la solution S₀ jusqu'au trait de jauge et on la pèse, 
on trouve une masse m₁ =170,4 g.
Question : Calculer la densité d de la solution commerciale.



Etape n°2 : dilution de la solution commerciale.
On verse le contenu de la fiole jaugée de 100 mL dans une fiole jaugée de 1000 mL 
On complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, on bouche et on homogénéise la solution. 
Cette solution diluée est notée S₁
 
Etape n°3 : préparation du mélange réactionnel.
Dans un becher de 250 ml, on introduit 20,0 mL de solution S₁ 
puis 10,0 mL d'une solution d'eau oxygénée à 35 % et enfin 30,0 mL d'une solution d'hydroxyde de potassium ( K⁺aq + HO^-aq) de concentration en soluté apporté c₂ =1,00 mol/L. 
On place le becher pendant 15 min au bain-marie. 
On modélise la transformation chimique qui a lieu par l'équation suivante :
2HCHO aq+H₂O₂(l) +2HO^-aq = 2HCOO^-aq +H₂(g) + 2H₂O(l).(1)

Question : Calculer le titre en volume de l'eau oxygénée.


Etape n°4 : titrage des ions hydroxyde en excès.
On laisse refroidir le mélange réactionnel. 
On dose les ions hydroxyde en excès par une solution aqueuse 
d'acide chlorhydrique de concentration c_A =1,00 mol/L. Volume d'acide versé à l'équivalence V_A = 7,8 mL.
Question : Ecrire l'équation chimique support du dosage.

Question : Calculer la quantité de matière n₀ de méthanal contenu initialement dans 20,0 mL de S₁.

Question : En déduire le pourcentage massique de méthanal pur dans la solution commerciale. 

Question : Calculer la quantité de matière de peroxyde d'hydrogène ( en mmol) restant . 


correction fixe


correction chimix

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acide base, conductimétrie, oxydoréduction, chimie organique : EFOM 2010

QCM VRAI/FAUX

Pile.
On étudie la pile formée par les couples Zn²⁺/Zn et Cu²⁺/Cu.
A- Il s'agit de la pile de de Volta.
B-  Il s'agit de la pile Danielle.
C- Il y a oxydation au pole positif.
D- On note conventionnellement cette pile :  Zn²⁺aq |Zn(s) || Cu²⁺aq| Cu(s).
E- Le symbole || indique la séparation entre les demi-piles qui est une condition nécessaire à la naissance du courant. 

pKa et force d'un acide.
A- Un acide faible est d'autant plus fort que le pKa du couple auquel il appartient est élevé.
B-  Plus le pKa d'un couple acide / base est petit, plus l'acide du couple est dissocié dans l'eau, à concentration apportée égale.
C- Plus un acide faible est dilué, plus il a tendance à être fort.
D- La dilution n'a aucune influence sur la dissociation d'un acide AH dans l'eau.
E- Lorqu'un acide est faible dans l'eau, sa base conjuguée est forte dans l'eau.  


Conductivité.
On connaît les conductivités molaires dans les conditions standards de différentes solutions :
 L_NaCl = 126 10^-4 S m² mol^-1 ; L_HCl = 425 10^-4 S m² mol^-1 ; L_H2SO4 = 860 10^-4 S m² mol^-1 ;
A- la conductivité de la solution d'acide sulfurique est bien plus grande que les autres valeurs car c'est un diacide.
B-  Pour les conductivités molaires ioniques, on a la relation : l_{H+ aq} < l_{Na+ aq} . 
C- L_Na2SO4 = 687 10^-4 S m² mol^-1.
D- L_Na2SO4 = 262 10^-4 S m² mol^-1.
E- La conductivité molaire standard L_Na2SO4 ne vaut aucune des valeurs précédentes

Oxydation ménagée  par l'ion permanganate de monoalcools.
A- Tous les alcools sont oxydés.
B- Les alcools tertaires sont oxydés en acide carboxylique.
C- Les alcools primaires s'oxydent tous en aldehydes.
D- Les alcools secondaires s'oxydent en cétone.
E- Toutes les réponses précédentes sont fausses. 

titrage acide base (soude).
Une prise d'essai de volume V₀ d'une solution d'un monoacide fort AH de concentration en acide apportée c₀ est titrée par une solution de soude de concentration c₁.
On exprime le volume de soude versé par la valeur V et on pose x= V / V_E où V_E est le volume de soude versé à l'équivalence.
A- On peut définir l'équivalence du titrage par x =c₁V/ ( V₀c₀)=1 .
B- La concentration en A^- initialement présente vaut : [A^-aq]_i =V₀c₀/ V.
C- Avant l'équivalence, la concentration en ions oxonium restants est : [H₃O⁺aq] =V₀c₀(1-x)/ (V+V₀) .
D- Le meilleur indicateur coloré pour ce titrage est la phénolphtaléine.
E- A l'équivalence du titrage  [H₃O⁺aq]_équi = 1,0 10^-6 mol/L.


Solubilité du chlorure de plomb PbCl₂.
La solubilité du chlorure de plomb est  s = 5,00 mol/L à 25°C. La constante d'équilibre K associée à la réaction de solubilisation du chlorure de plomb vaut :

1,00 105 ;
125 ;
500 ;
20,0 ;
Est-il possible de diminuer  les concentrations des espèces en solution saturée en modifiant la température de la solution. 




Acide acétique.
On prépare une solution S d'acide acétique de conductivité s = 0,020 S m^-1
et de concentration en soluté apportée c₁ = 2,0 10^-2 mol/L.
l_H3O+ = 35 10^-3 S m² mol^-1 ;  
l_CH3-COO- = 5,0 10^-3 S m² mol^-1 ;
 A- Cette réaction est limitée et [CH₃COO^-]_éq = 0,50 mol m^-3.  
B-  Cette réaction est limitée et [CH₃COO^-]_éq = 500 mol dm^-3.
C- la constante d'équilibre associée à la réaction de l'acide acétique sur l'eau vaut K = 12,5.
D- la constante d'équilibre associée à la réaction de l'acide acétique sur l'eau vaut K =12,5 10^-6.
E- La conductivité de la solution S dépend fortement de sa température.

 Les corps gras.

A- Ils répondent à la formule générale suivante, où R, R', R" désignent des chaînes carbonées. 

B- sont des triesters.
C- sont des produits de la saponification.
D- sont des triglycérides.
E- ont la propriété d'être des acides. 


Evolution spontanée d'une réaction chimique.
Soit une réaction de quotient de réaction Q_r et de constante d'équilibre K.
A- l'équation chimique s'écrit obligatoirement avec un signe = 
B- le système chimique n'évolue pas si Q_r < K. 
évolution dans le sens direct.
C- le système chimique  évolue dans le sens direct de l'écriture de la réaction si Q_r < K. 
évolution dans le sens indirect.
D- le système chimique peut évoluer vers l'équilibre et la réaction chimique être athermique.
E- le système chimique ne peut évoluer que dans le sens d'une réaction exothermique.


Titrage acide base.
L'équation chimique support du titrage par la soude d'une solution d'un acide AH se dissociant totalement dans l'eau est :
A- AH aq + HO^-aq = A^-aq + H₂O(l).
B-  H₃O⁺aq + HO^-aq =2H₂O(l).  
C- AH aq + B^-aq = A^-aq + BH(aq).
D- Un titrage équivaut-il à un dosage?
F- Un titrage est-il une technique de dosage?

Soit la réaction : 2H₂O(l) =H₃O⁺aq + HO^-aq :
A- elle n'a lieu que dans l'eau pure.
B-  elle correspond à la dismutation de l'eau.  
C- elle prouve que l'eau est de la famille des ampholytes.
D- elle permet de calculer le pH de neutralité de l'eau pure en fonction de la température.
F- toutes ces affirmations sont fausses.

A- un alcool tertiaire se caractérise avec le bleu de bromothymol.  
B-  le 2,3-diméthylbutanal a pour formule C₆H₁₂O. 
C- le 2-méthylpropanal et la butanone sont isomères.
D- la 2,4-DNPH réagit avec une cétone.
F- un alcool primaire et un alcool tertiaire peuvent être isomères.

L'ion benzoate est une base faible.
C₆H₅COO^- aq + H₂O(l) = C₆H₅COOH aq + HO^-aq.
A-La constante d'équilibre s'écrit : K =[C₆H₅COOH aq]_éq [HO^-aq]_éq / [C₆H₅COO^- aq]_éq .
B-  le quotient de réaction associé à la réaction précédente est nul à l'équilibre.  
C- K augmente.
D- on déplace l'équilibre dans le sens indirect.
F-On modifie la température : K reste inchangé.


correction chimix 

correction fixe 

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acide bromoéthanoïque, thiosulfate, alcools, étamage, méthanal :Berck 2010.

1)
Acide bromoéthanoïque . couple acide /base : C2H3BrO2 /C2H3BrO2-.
On disout m =1,2 g de cet acide dans V = 500 mL d'eau distillée.
Le pH de la solution estégal à pH =2,3.
Question : Calculer le pKa de ce couple acide base. (2,4 ; 2,7 ; 3,1 ; 4,8 ; 9,2 ; aucune réponse exacte )

réponses possibles : 
2,4 
2,7 
3,1 
4,8 
9,2 
aucune réponse exacte

2)
acide chlorhydrique et thiosulfate de sodium.
On mélange V1 = 45 mL d'une solution aqueuse de thiosulfate de sodium de concentration en soluté apporté c1 = 0,13 mol/L
et un volume V2 = 5,0 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c2 =0,10 mol/L.
La transformation est lente et on observe la formation d'un précipité jaune qui trouble peu à peu la solution. Dans cette transformation, appelée dismutation, l'ion thiosulfate réagit avec lui même.
Couple oxydant / réducteur : S2O32-aq / S (s) ; SO2aq / S2O32-aq.
Question : Calculer le quotient de cette réaction quand le pH devient égal à 2,8.
réponses possibles :
1,5 104
2,5 104
1,5 105
2,5 105
5,5 105
aucune réponse exacte



3)
Solubilité du chlorure de plomb.
On dissout m0 = 1,00 g de chlorure de plomb dans V = 500 mL d'eau distillée.
le solide n'est pas entièrement dissout et on note m la masse de solide non dissous.
On mesure la conductivité de la solution s = 1,11 mS cm-1.
lPb2+ = 14,0 mS m2 mol-1 ;
lCl- = 7,63 mS m2 mol-1 ;
Question : Calculer m ( en mg).
réponses possibles :
252
312
370
412
472
aucune réponse exacte


4)
Alcools saturés non cycliques de formule brute C5H12O.
Question :
Parmi les affirmations suivantes, combien y en a t-il d'exactes ?
- Il existe 8 alcools isomères correspondants à cette formule brute.
- le 2-méthylbutan-1-ol est l'un de ces isomères.
- Il y a 5 isomères qui sont des alcools secondaires.
- l'alcool tertiaire a pour nom 2,2-diméthylpropan-1-ol.
- 7 isomères peuvent subir une oxydation ménagée.

5)
Etamage.
C'est une opération qui consiste à déposer une couche d'étain sur une pièce métallique.
On souhaite déposer une couche d'étain d'épaisseur 85 µm sur toute la surface d'un cube d'acier de 4,0 cm de côté.
L'anode est constituée d'un morceau d'étain pur, la cathode est formée par le cube d'acier.
Les deux électrodes sont immergées dans une solution de sulfate d'étain (II).
l'intensité est constante I = 5,8 A.
Masse volumique de l'étain r = 7,31 g/cm3 ;
1F = 96500 C mol-1.
Question : Calculer la durée en minutes nécessaire pour réaliser l'étamage du cube d'acier.
réponses possibles :
12
18
22
28
32
aucune réponse exacte

6)
Méthanal.
On dispose d'une solution aqueuse commerciale de méthanal notée S0. On souhaite vérifier le pourcentage massique en méthanal pur de cette solution.

On suit le protocole suivant :

Etape n°1 : détermination de la densité de la solution commerciale.
On pèse une fiole jaugée vide de 100 mL sur une balance électronique, on trouve une masse m0 =61,4 g.
On remplit cette fiole jaugée de la solution S0 jusqu'au trait de jauge et on la pèse,
on trouve une masse m1 =170,4 g.
Question : Calculer la densité d de la solution commerciale.

Etape n°2 : dilution de la solution commerciale.
On verse le contenu de la fiole jaugée de 100 mL dans une fiole jaugée de 1000 mL
On complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, on bouche et on homogénéise la solution.
Cette solution diluée est notée S1

Etape n°3 : préparation du mélange réactionnel.
Dans un becher de 250 ml, on introduit 20,0 mL de solution S1 puis 10,0 mL d'une solution d'eau oxygénée à 35 % et enfin 30,0 mL d'une solution d'hydroxyde de potassium ( K+aq + HO-aq) de concentration en soluté apporté c2 =1,00 mol/L.
On place le becher pendant 15 min au bain-marie.
On modélise la transformation chimique qui a lieu par l'équation suivante :
2HCHO aq+H2O2(l) +2HO-aq = 2HCOO-aq +H2(g) + 2H2O(l).(1)

Question : Calculer le titre en volume de l'eau oxygénée.

Etape n°4 : titrage des ions hydroxyde en excès..
On laisse refroidir le mélange réactionnel. On dose les ions hydroxyde en excès par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration cA =1,00 mol/L. Volume d'acide versé à l'équivalence VA = 7,8 mL.
Ecrire l'équation chimique support du dosage.
Titrage acide fort base forte : HO-aq + H3O+aq = 2H2O(l).

Question : Calculer la quantité de matière n0 de méthanal contenu initialement dans 20,0 mL de S1.
Question : En déduire le pourcentage massique de méthanal pur dans la solution commerciale.
Question :Calculer la quantité de matière de peroxyde d'hydrogène ( en mmol) restant .



correction permanente

Chimix

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