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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De la reine des prés à l'aspirine , acide base, ester; électrolyse à anode soluble AP HP 2009

	acide salicylique	acide acétylsalicylique ou aspirine
Formule semi développée
Masse molaire (g.mol-1)	138	180
pKa	3,0	3,5

I. Etude de l'acide salicylique
La reine des prés (Filipendula Ulmaria ou spirée) est une plante vivace des zones humides.
Sa tige, haute de 50 cm à 1,50 m, est surmontée d'une grappe de fleurs, de couleur crème, au parfum doux. Les fleurs contiennent de l'acide salicylique ou acide spirique (acide 2-hydroxybenzoïque) connu pour ses propriétés inflammatoires et son action apaisante lors de douleurs articulaires.
On prépare un volume V d'une solution aqueuse d'acide salicylique de concentration molaire en soluté apporté C = 1,0 10^-2 mol.L^-1.
On mesure le pH de la solution à 25°C : pH = 2,5.
Aide au calcul : log (2,5) = 0,4 ; log (1,3) = 0,1 ; 10^0,5 = 3,2 ; 10^-0,5 = 0,32 ; 138*7,25 =100.

Question : 

Ecrire l'équation chimique de la réaction de l'acide salicylique avec l'eau en utilisant les formules semi développées

Question : Définir puis calculer le taux d'avancement final t de cette réaction. Conclure.
Question : Donner l'expression de la constante d'équilibre de cette réaction.
Question : Comment nomme-t-on cette constante d'équilibre ? Question : Quelle est sa valeur ?
Question : Cette valeur est-elle en accord avec le taux d'avancement final ?


On désire vérifier par titrage la composition d'une solution d'acide salicylique achetée en pharmacie aux propriétés verrucides par application locale.
L'étiquette indique : 10 g d'acide salicylique pour 100 mL de solution.
On dilue 10 fois la solution pharmaceutique puis on prélève 20,0 mL de cette solution diluée que l'on dose par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (Na⁺(aq) + HO^-(aq)) de concentration molaire en soluté apporté C_b = 0,10 mol.L^-1. 
On note le pH du mélange réactionnel après chaque ajout de solution d'hydroxyde de sodium,
ce qui permet de tracer la courbe pH = f(V_b) et d'en déduire la courbe dérivée

Question : Ecrire l'équation chimique de la réaction entre la solution d'acide salicylique, noté HA(aq), et la solution d'hydroxyde de sodium

Question : Définir puis calculer la constante d'équilibre de cette réaction. Conclure

Question : Utiliser les courbes données pour déterminer les coordonnées du point équivalent

Question : Définir l'équivalence acido-basique.

Question : En déduire la concentration molaire en acide salicylique de la solution diluée puis de la solution pharmaceutique.

Question : En déduire la masse d'acide salicylique présent dans 100 mL de la solution pharmaceutique. Le résultat est-il en accord avec l'indication de l'étiquette ?

Question : Choisir, dans la liste proposée ci-dessous, un indicateur convenable, en justifiant la réponse.

indicateur	hélianthine	rouge de bromophénol	bleu de bromothymol	rouge de crésol	phénolphtaléine
zone de virage	3,1 ; 4,4	4,8 ; 6,4	6,0 ; 7,6	7,2 ; 8,8	8,2 ; 10,0

II. De l'acide salicylique à l'aspirine
En 1853, le français Charles-Frédéric Gerhardt réalisa l'acétylation de l'acide salicylique en créant l'acide acétylsalicylique plus connu sous le nom commercial aspirine,
mais ses travaux tombèrent dans l'oubli.
Commercialisée en 1899 par les laboratoires allemands Bayer,
à la suite de la découverte par l'allemand Félix Hoffman des propriétés du composé,
l'aspirine a depuis de nombreuses indications. Environ 40 000 tonnes de comprimés, achets, gélules, suppositoires sont consommés chaque année.
Question : Recopier la formule de l'acide acétylsalicylique, entourer et nommer les groupes caractéristiques présents dans cette molécule


On peut réaliser la synthèse de l'acide acéthylsalicylique à partir de l'acide salicylique et d'un acide carboxylique.
Question : Nommer cet acide. De quelle transformation chimique s'agit-il ?

Question : Ecrire l'équation chimique de la réaction de synthèse de l'acide salicylique à partir de l'acide salicylique et de l'acide carboxylique convenable
Question : Préciser ses caractéristiques de cette transformation.

Les différents protocoles expérimentaux proposent de chauffer pendant une durée adaptée un mélange non stoechiométrique de réactifs en présence d'ions oxonium H₃O⁺.  

Question : Quel est le rôle des ions oxonium ? Donner la définition d'une telle espèce.
Question : Quel est l'intérêt d'utiliser un réactif en excès.



Question : Répondre Vrai ou Faux en justifiant brièvement ( définition, calculs...)

Le nickel obtenu à partir du minerai contient des impuretés. On le purifie par électrolyse.
l'électrolyte utilisé est une solution de sulfate de nickel Ni²⁺_aq + SO₄^2-_aq.
l'une des électrodes (A) est une plaque de nickel à purifier. l'autre électrode (B) est une plaque de nickel pur. Pendant l'électrolyse, le nickel contenu dans (A) s'oxyde et les impuretés se dispersent dans la solution électrolytique. le générateur permettant de réaliser l'électrolyse débite un courant d'intensité constante I = 2,0 A pendant 4 heures.
On donne : m(Ni) = 58,7 g/mol ; 1 F = 96500 C mol^-1 ; 4*36 = 144 ; 96,5*1,5 = 144 ; 1,5 * 58,7 = 88 ; 2,0 *58,7 = 176.
 

A- le nickel impur constitue l'anode.

B- La quantité de nickel pur déposé au bout de 4 h est 0,30 mol.

C- La concentration des ions nickel augmente au cours de l'électrolyse.

D- au bout de 4 h, la masse de nickel déposée est supérieure à 10 g.


correction fixe
correction chimix

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