D�capage d'une pi�ce en aluminium, Bac Am�rique du Nord 2021.
Gaz parfait, titrage conductim�trique, titre massique.

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On �tudie la pr�paration d'une solution d'acide chlorhydrique, puis son action lors du d�capage d'une pi�ce en aluminium.
Pr�paration d'une solution d'acide chlorhydrique.
On dissout un volume de  150 L de chlorure d'hydrog�ne gazeux HCl ( g) dans de l'eau pour obtenir 1,00 L de solution aqueuse d'acide chlorhydrique.
Le chlorure d"hydrog�ne est assimil� � un gaz parfait et l'exp�rience se d�roule sous une pression atmosph�rique de 1013 hPa et � une temp�rature ambiante de 20 �C.
A.1. Ecrire l'�quation de la dissolution du chlorure d'hydrog�ne dans l'eau.
HCl(g) + H2O(l) --> H3O+aq + Cl-aq.
A.2. D�terminer la concentration en quantit� de mati�re de chlorure d'hydrog�ne apport� Cs de la solution S ainsi pr�par�e.
Loi des gaz parfaits : n = PV / (RT).
P = 1,013 105 Pa ; V = 0,150 m3 ; T = 293 K.
n = 1,013 105 x 0,150 /(8,32 x293)=6,23 mol dans 1,00 L.
Cs = 6,23 mol / L.
Pour contr�ler cette concentration, on proc�de � un titrage conductim�trique par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. Apr�s dilution de la solution pr�c�demment obtenue, on met en oeuvre le titage et on obtient le graphe suivant :

A.3 . Justifier l'�volution  de la pente de la courbe au cours du titrage.
Avant l'�quivalence, du point de vue de la conductim�trie, tout se passe comme si on rempla�ait les ions oxonium par des ion Na+, de conductivit� molaire bien moindre : la conductivit� de la solution diminue.
Apr�s l'�quivalence, on ajoute des ions hydroxyde et des ions sodium : la conductivit� de la solution cro�t.

B. D�capage � l'acide chlorhydrique.
Une pi�ce d'aluminium de  350 g est d�cap�e dans 1,00 L de solution d'acide chlorhydrique. Une r�action a lieu � la surface, �liminant une partie de l'aluminium qui passe en solution. Un d�gagement gazeux incolore et inflammable est observ�.
On donne l'�quation chimique mod�lisant cette r�action.
2Al(s) + 6H3O+aq --> 2Al3+aq +3H2(g) + 6H2O(l).
B.1. Indiquer si cette �quation traduit une r�action  acido-basique ou une r�action d'oxydor�duction. Justifier.
R�action d'oxydor�duction :
oxydation de Al(s) en Al3+aq. (Al(s) --> Al3+ aq +3e-) ;
 r�duction de
H3O+aq ( 2H3O+aq +2e- --> H2(g) + H2O(l)).
On souhaite que le d�capage cesse lorsque 0,10 % en masse d'aluminium a r�agi.

B.2. D�terminer la concentration, not�e C, de la solution d'acide chlorhydrique � utiliser pour d�caper correctement la pi�ce.
Masse d'aluminium ; 350 x 0,10 / 100 =0,35 g
Quantit� de mati�re correspondante n = 0,35 / m(Al) = 0,35 / 27 ~ 0,013 mol.
Quantit� de mati�re d'ion oxonium : 3 n = 3 x0,013 ~0,039 mol.
C = n/ V = 0,039 / 1 = 0,039 mol / L.

Le pourcentage massique d'une solution d'acide chlorhydrique est la masse de gaz HCl dissous pour obtenir 100 g de solution. Ainsi 100 g de solution d'acide chlorhydrique � 10 % ont �t� fabriqu�s en dissolvant 10 g de chlorure d'hydrog�ne.
On dispose d'une solution commerciale � 23 % en masse d'acide chlorhydrique.
La masse volumique de cette solution est r = 1,15 g / mL.
B.3. D�terminer la dilution � appliquer � la solution commerciale � 23 % pour d�caper correctement la pi�ce.
La solution � 23 %  a  �t� fabriqu�e en dissolvant 23 g de chlorure d'hydrog�ne.
n(HCl )= 23 / M(HCl) =23 / 36,5 ~0,63 mol.
Volume de la solution : masse / masse volumique = 100 / 1,15 ~87 mL.
Concentration de cette solution : Cm�re = n / V = 0,63 / 0,087 =7,25 mol / L.
Facteur de dilution F =
Cm�re / Cfille = 7,25 / 0,039 ~186.



  
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