Aurélie 08/03/12
 

 

   Connaissances de base, quantité de matière, dosage acide base : concours ATRF préparateur en chimie Maine 2011.

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Remise à consentir : 1591-1489,13 =101,87 €.
Soit : 101,87 / 1591*100 =6,4 %.

Sur un banc Kofler (plaque chauffante permettant de déterminer les points de fusion), on lit les indications suivantes 220V ; 50Hz ; 2kW.
Le câble d’alimentation est composé de 3 fils (bleu, vert-jaune et rouge). Indiquez les couleurs conventionnelles pour : la terre ( jaune et vert) ; le neutre ( bleu ); la phase ( rouge ).
Quelle est la tension mesurée entre :
La phase et le neutre : 220 V.
La phase et la terre : 220 V. ( zéro volt entre le neutre et la terre ).
Calculez l’intensité qui traverse la plaque en fonctionnement.
Intensité efficace (A) = Puissance (W) / tension efficace (V) = 2000 / 220 = 9,1 A.
Calculez la résistance électrique de la plaque.
R = U / I = 220 / 9,1 ~ 24 ohms.

Compléter le schéma  en précisant les noms des différents domaines de longueurs d’onde (visible, UV, ondes radio, rayons X, IR, rayons gamma).


Compléter les tableaux.

Grandeur
Unité
Symbole
longueur
mètre
m
intensité
ampère
A
fréquence
hertz Hz
pression
pascal
Pa
tension
volt
V
volume
mètre cube
m3


symbole
élément
symbole élément
N
azote
K
potassium
Zn
zinc
Ag
argent
Ar
argon
F
fluor
He
hélium
Hg
mercure
Sn
étain
P
phosphore

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.


Nom
Formule
produit minéral
produit organique
caractéristique
acide nitrique
HNO3
X
.....
liquide, acide corrosif
acétone ou propanone
CH3-CO-CH3
.....
X

solvant inflammable
phosphate de sodium
Na3PO4
X
....
sel solide
sulfate de fer (II)
FeSO4
X
...
solide
eau oxygénée ou peroxyde d'hydrogène
H2O2
.....
X
oxydant, liquide
acide oxalique
HOOC-COOH

X
acide
thiosulfate de sodium
Na2S2O3
X

réducteur
acide formique
HCOOH

X
acide
bromure de potassium
KBr
X

utilisé en spectroscopie IR
trichlorure d'aluminium
AlCl3
X

catalyseur

Compléter et équilibrer les réactions chimiques suivantes.
(COOH)2 + 2 NaOH → (COO-)2 +
2Na+ + 2 H2O.
H3BO3 +
2 H2O → B(OH)4- + H3O+.
H3PO4 +
3 NaOH → PO43- + 3Na+ + 3 H2O.
I2 +
2 S2O32-2 I- + S4O62-.
6 Fe2+ + Cr2O72- + 14 H3O+
6 Fe3+ + 2 Cr3+ +21 H2O.
Ca2+ +
2 Cl- → CaCl2.
Pb2+ + 2I-PbI2.

Monographie en chimie organique: précisez la fonction principale de la molécule et donnez son nom :
Molécule
Fonction
Nom
C6H5COCl
chlorure d'acyle
chlorure de benzoyle
CH3-CHNH2-CH3
amine primaire
2-aminopropane
CH3-CH2-CH2-COOH acide carboxylique
acide butanoïque
CH2=CH2
alcène
éthène ou éthylène
CH3-COO-C2H5
ester
éthanoate d'éthyle
C6H5CHO aldehyde
benzaldehyde
CH3-CH2-CH2-CONH2 amide
butanamide
C6H5OH phénol
phénol




Equilibrez cette réaction : Ag+aq + Cl-aq ---> AgCl(s).
Donnez le nom de la réaction et le nom du produit formé.
Précipitation du chlorure d'argent.
Par quelle méthode peut-on récupérer le produit formé ? Filtration.
La réaction d’aluminothermie consiste à faire réagir l’aluminium métal sur un oxyde, par exemple l’oxyde de fer (III) Fe2O3.
Écrire l’équation bilan de la réaction sachant qu’il se forme de l’oxyde d’aluminium Al2O3 et du fer métal.
2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2Fe.
On désire obtenir m=500 g de fer. Calculer les masses d’aluminium et d’oxyde de fer (III) qu’il va falloir faire entrer en réaction.
Quantité de matière de fer n(Fe) = m / M(Fe) = 500/56 = 8,9286 mol
Quantité de matière d'aluminium n(Al) = n(Fe) = 8,9286 mol
Quantité de matière d'oxyde de fer (III) : n(Fe2O3) = 0,5 n(Fe) =0,5*8,9286 =4,4643 mol.
Masse d'aluminium : m(Al) = n(Al) M(Al) = 8,9286 *27 =241,0 ~2,4 102 g.
Masse d'oxyde de fer(III) : M(Fe2O3) = 2*56+3*16 = 160 g/mol.
Masse d'oxyde de fer(III) : n(Fe2O3) M(Fe2O3) =4,4643*160 =714,3 ~7,1 102 g.
Quelle est la masse d’oxyde d’aluminium formé ? La loi de Lavoisier est-elle vérifiée ?
Quantité de matière d'oxyde d'aluminium  : n(Al2O3) = 0,5 n(Al) =0,5*8,9286 =4,4643 mol.
Masse d'oxyde d'aluminium : M(Al2O3) = 2*27+3*16 = 102 g/mol.
Masse d'oxyde d'aluminium : n(Al2O3) M(Al2O3) =4,4643*102 =455,4 ~4,5 102 g.
La masse des réactifs est égale à celle des produits : la loi de lavoisier est vérifiée.
Masses atomiques molaires en g.mol-1 : M(O) = 16 ; M(Al) = 27 ; M(Fe) = 56.

Pour fabriquer du chlorure d’hydrogène, on fait réagir du dichlore avec du dihydrogène.
Écrire l’équation bilan de la réaction.
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g).
Quels volumes de dihydrogène et de dichlore faut-il faire réagir pour obtenir 24 m3 de chlorure d’hydrogène ? (tous les volumes sont mesurés dans les mêmes conditions).
Les volumes des gaz sont proportionnels aux nombres stoechiométriques de l'équation, c'est à dire 1, 1 et 2.
Don 12 m3 de dihydrogène et 12 m3 de dichlore.
Quels volumes de dihydrogène et de dichlore fait-il pour obtenir une tonne de chlorure d’hydrogène ? Vm = 24 L/mol ; M(HCl) = 36,5 g/mol ; M(H) = 1,0 g/mol.
Quantité de matière de chlorure d'hydrogène : n (HCl) =1,0 106 / 36,5 =  2,74 104 mol.
n(H2) = n(Cl2) = ½n(HCl) = 1,37 104 mol.
V(H2) = V(Cl2) = n(Cl2) Vm =1,37 104 *24 =3,3 105 L.




En brûlant 0,528 g de saccharose (composé de C, H et O) on a formé 0,306 g d’eau et 0,815 g de dioxyde de carbone.
Calculer la composition en pourcentage massique du saccharose.
Masses atomiques molaires en g.mol-1 : M(H) = 1 ; M(C) = 12 ; M(O) = 16.

Formule du saccharose : CxHyOz.
Masse de carbone dans 0,815 g de CO2 : 12 / 44*0,815 =0,222 g dans 0,528 g de saccharose soit 0,222 / 0,528 *100 = 42,1 %.
Mase d'élément hydrogène dans 0,306 g d'eau : 2 / 18*0,306=0,034 g soit 0,034 / 0,528 * 100 = 6,44 %.
% d'élément oxygène : 100-42,1-6,44 =51,5 %.

Données : pKa : CH3CO2H / CH3CO2 - = 4,8.
On dose un volume VA= 20 mL d’une solution d’acide éthanoïque de concentration CA par une solution d’hydroxyde de sodium de concentration CB =0,1 mol/L. On obtient la courbe (trait plein) ci-dessous pH = f(VB).
Ecrire l’équation bilan de la réaction de dosage. Calculer sa constante de réaction. En déduire, en le justifiant, que la réaction est quasi-totale.
CH3CO2H aq + HO-aq = CH3CO2 - aq + H2O(l).
K = [
CH3CO2 - aq] / ([CH3CO2H aq][HO-aq]).
Or Ka =
[CH3CO2 - aq][H3O+aq]/ [CH3CO2H aq] soit : [CH3CO2 - aq] / ([CH3CO2H aq] = Ka / [H3O+aq].
Repport dans K : K =
Ka / ([H3O+aq][HO-aq]) = 10-4,8 / 10-14 = 109,2.
K étant grande, la réaction est totale dans le sens direct.
Définir l’équivalence acido-basique. Quelles sont les espèces majoritaires (à part l’eau) présentes dans le mélange réactionnel à l’équivalence ? En déduire la nature (acide, basique ou neutre) du mélange à l’équivalence.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs est en excès, après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
CH3CO2 - aq et Na+aq sont majoritaires à l'équivalence. Na+aq n'a aucune propriétés acido-basiques ; CH3CO2 - aq est une base, le pH de la solution sera supérieur à 7.
Déterminer les coordonnées du point d’équivalence.




Calculer la concentration de l’acide éthanoïque.
A l'équivalence CA VA = CB VE ; CA  = CB VE / VA= 0,1 * 16 / 20 =  8,0 10-2 mol/L.
Indiquer le point de la courbe pour lequel on a CH3CO2H = CH3CO2- . Comment nomme-ton ce point ? Le mélange correspondant à ce point possède des propriétés. Lesquelles ?
A la demi-équivalence, pH = pKa. La solution est une solution tampon.
Celle-ci modère les variations de pH due à l'ajout modéré d'acide ou de base ainsi qu'à une dilution modérée.
On dilue, au dixième, la solution d’acide éthanoïque et on fait de même pour la solution de soude. On dose 20 mL de la solution d’acide éthanoïque diluée par la solution de soude diluée. On obtient alors la courbe en pointillés sur le même graphe (pour les seuls points où elle diffère de la courbe précédente). Il est visible, sur le graphe, que le volume de soude à l’équivalence n’a pas changé. Expliquer.
La dilution est faite en ajoutant de l'eau distillée : celle-ci n'apporte quasiment pas d'ion oxonium H3O+aq.
En s’aidant de la courbe, estimer de combien a varié le pH initial de la solution d’acide éthanoïque. Dans les mêmes conditions de dilution, quelle aurait été la variation de pH avec un acide fort ?
Lecture du pH initial : en diluant au 1/10è une solution d'acide éthanoïque, le pH augmente d'environ 0,4 unité pH.
En diluant 10 fois une solution d'acide chlorhydrique, le pH varierait d'une unité pH.




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