Exercice 2 : CHIMIE GÉNÉRALE (4pts)
On veut étudier la cinétique de la réaction entre la solution aqueuse de thiosulfate de sodium (2Na++S4O32-) et la solution aqueuse d’acide chlorhydrique (H3O++Cl - ).
Pour cela, on verse 10 ml de solution d'acide chlorhydrique de concentration C0= 5 mol/l dans 40 ml d'une solution de thiosulfate de sodium de concentration C1 = 0,5 mol/l. Il se dégage du dioxyde de soufre (SO2) et le mélange blanchit progressivement par la formation du soufre solide.
1- Écrire l'équation-bilan de la réaction qui se produit. 0,5pt
2- L’étude de l'évolution de la formation du soufre en fonction du temps conduit à la courbe ci-dessous, où nS représente la quantité de matière de soufre formé.
2.1-Déterminer la valeur limite de nS . 0,5pt
-Quel est le réactif en excès ? 0,25pt
2.2-Définir la vitesse moyenne de formation du soufre. et calculer sa valeur entre les instants t0 = 0 et t1 = 1.5 min. l pt
2.3—Calculer la vitesse instantanée de formation du soufre à la date t1= 1,5 min. 0.5 pt
2.4-A partir de la courbe ci-dessus, donner l'allure de la courbe de disparition du thiosulfate de sodium 0,5 pt
3– On reprend l’expérience précédente avec une nouvelle solution d'acide chlorhydrique concentration molaire C2 = 3 mol/l, tout en conservant les mêmes volumes de réactifs et la concentration molaire de la solution de thiosulfate de sodium
3.1-Dire en justifiant la réponse, si la valeur limite nS trouvée à la question 2.1 est modifiée. 0,5pt
3.2-La vitesse de formation du soufre est-elle également modifiée ? 0,25 pt
EXERCICE 3 : ACIDES ET BASES: (6pts)
1.QCM: Choisir la bonne réponse parmi celles proposées ci-dessous :
1.1 Dans le couple H2O/ HO-, l'eau est un acide:
(i) fort ; (ii). faible ; (iii)- indifférent. 0,25pt
1.2- Entre deux acides faibles, le plus fort est celui qui a :
(ii)-le plus grand pka; (ii). le plus petit Ke.; (iii).le plus petit pka. 0,25pt
2– À 25°C. on prépare 100 mL d'une solution S, en diluant 10 fois un volume de vinaigre (dont l'acide éthanoïque est l'élément essentiel). On dose ensuite 10 mL de la solution S par une solution décimolaire d'hydroxyde de sodium. Les valeurs du pH de la solution sont données par un pH-mètre.
La courbe de variation du pH de la solution en fonction du volume V de la solution basique versée est donnée dessous.
2.1-Ecrire l’équation- bilan de la réaction de dosage 0,25pt
2.2-Définir l'équivalence acido-basique. 0.25pt
2.2.1 Déterminer. Par la méthode des tangentes les coordonnées du point d'équivalence 0,75pt
2.2.2-A l’équivalence :
- Quelles sont les espèces chimiques majoritaires? 0,5 pt
- La solution est-elle acide ou basique? Justifier
2.3-Déterminer la concentration molaire C en acide éthanoïque de la solution S. 025 pt;
-En déduire la concentration molaire C0 en acide éthanoïque du vinaigre. 0,25pt
2.4 -Déterminer graphiquement le pH de la solution à la demi-équivalence du dosage. 0,25 pt
-Donner trois propriétés particulières de la solution à la demi-équivalence. 0,5 pt
-Comment appelle-t-on ce type de solution ? 0,25 pt
2.5-Si le dosage précédent avait été colorimétrique, quel serait l'indicateur coloré approprié choisi dans la liste ci-dessous, indiquer l'évolution de la teinte lors du virage ;
-Hélianthine : rouge [3,1-4,4] jaune; -Bleu de bromothymol : jaune [6,0-7,5] bleu ; —Phénolphtaléine : incolore [8,2-10,0] rouge violacé. 0,5 pt
2.6-Montrer comment préparer 100 mL de solution de pH = 4,8 à partir d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire C. = 1.0.10-1 mol/l et d'une solution d’ acide éthanoïque de même concentration. Préciser le volume de chaque solution.
Données :pKa (CH3COOH / CH3COO-) = 4.8
