Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac

1. Constitution et transformations de la matière

Composition et évolution d'un système

Ouverture de thème p. 16-17

Ch. 1

Modélisation des transformations acide-base

Ch. 2

Analyse physique d'un système chimique

Ch. 3

Méthode de suivi d'un titrage

Ch. 4

Évolution temporelle d'une transformation chimique

Ch. 5

Évolution temporelle d'une transformation nucléaire

BAC

Thème 1

Prévision et stratégie en chimie

Ouverture de thème p. 146-147

Ch. 6

Évolution spontanée d'un système chimique

Ch. 7

Équilibres acide-base

Ch. 8

Transformations chimiques forcées

Ch. 9

Structure et optimisation en chimie organique

Ch. 10

Stratégies de synthèse

BAC

Thème 1 bis

2. Mouvement et interactions

Ouverture de thème

p. 290-291

Ch. 11

Description d'un mouvement

Ch. 12

Mouvement dans un champ uniforme

Ch. 13

Mouvement dans un champ de gravitation

Ch. 14

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

BAC

Thème 2

3. Conversions et transferts d'énergie

Ouverture de thème

p. 402-403

Ch. 15

Étude d’un système thermodynamique

Ch. 16

Bilans d'énergie thermique

BAC

Thème 3

4. Ondes et signaux

Ouverture de thème

p. 462-463

Ch. 17

Propagation des ondes

Ch. 18

Interférences et diffraction

Ch. 19

Lunette astronomique

Ch. 20

Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

Ch. 21

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

BAC

Thème 4

Annexes

Ch. 22

Méthode

Chapitre 3

Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

	Pour commencer	Pour s'entraîner
Savoir calculer une concentration à partir d'un titre massique	5 9	31
Savoir déterminer une concentration à partir d'un titrage	12	30
Savoir déterminer le volume à l'équivalence d'un titrage	8 13 20
Savoir justifier un changement de pente lors d'un suivi conductimétrique		24

Pour s'échauffer

5
Acide chlorhydrique concentré

L'étiquette d'une solution d'acide chlorhydrique porte les données suivantes :

d = 1, 189

t = 38

%.

Préciser à quoi correspondent ces informations.

6
Soude

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Andréa Aubert/EDS

On dispose au laboratoire d'un flacon de soude de titre massique

γ = 20

g·L^-1.

Déterminer la concentration en quantité de matière de cette solution.

Donnée

Masse molaire de l'hydroxyde de sodium :

M = 40, 0

g·mol^-1

7
Dosages pH‑métrique et conductimétrique

1. Dresser la liste du matériel nécessaire à la réalisation d'un titrage avec suivi pH‑métrique et faire le schéma du montage.

Dessinez ici

2. Dresser la liste du matériel nécessaire à la réalisation d'un titrage avec suivi conductimétrique et faire le schéma du montage.

Dessinez ici

8
Volume à l'équivalence

On réalise deux titrages de deux solutions avec des méthodes de suivi différentes.

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

Déterminer les volumes à l'équivalence.

Pour commencer

Concentration d'une solution

9
Détermination d'une concentration

✔ APP : Extraire l'information utile

Dans un catalogue, on trouve deux références de soude, pour lesquelles on peut lire :

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

Calculer les concentrations en quantité de matière des deux solutions.

10
Concentration d'acide chlorhydrique

✔ APP : Extraire l'information utile

Exprimer, puis calculer la concentration en masse d'acide chlorhydrique en (g·L^-1) dont la densité est

d = 1, 18

et dont le titre massique est

t = 30 %

11
Concentration de soude

✔ REA : Appliquer une formule

Calculer la concentration en masse d'hydroxyde de sodium dont la densité est

d = 1, 11

et dont le titre massique est

t = 10 %

Donnée

Masse molaire de l'hydroxyde de sodium : $M = 40, 0$ g·mol^-1

Titrage avec suivi pH‑métrique

12
Titrage de l'acide chlorhydrique

✔ APP : Faire un schéma

On souhaite vérifier la concentration d'une solution d'acide chlorhydrique en réalisant un titrage avec suivi pH‑métrique. Pour cela, le dosage d'un volume

V = 20, 0

mL de la solution de concentration

c

inconnue par de la soude

(Na^{+} (aq) ; HO^{-} (aq))

de concentration

c_{B} = 1, 00 \times 1 0^{- 1}

mol⋅L^-1 est réalisé.

1. Faire le schéma du montage.

Dessinez ici

2. Écrire l'équation de la réaction acide‑base qui se produit dans le bécher. Les mesures du

pH

sont relevées dans ce tableau :

$V_{B}$	$0$	$2, 0$	$4, 0$	$6, 0$	$8, 0$	$10, 0$	$12, 0$	$14, 0$	$16, 0$	$18, 0$	$18, 5$
$p H$	$1, 0$	$1, 1$	$1, 2$	$1, 3$	$1, 4$	$1, 5$	$1, 7$	$1, 8$	$2, 1$	$2, 6$	$2, 9$

$V_{B}$	$18, 8$	$19, 0$	$19, 2$	$19, 5$	$19, 8$	$20, 0$	$21, 0$	$22, 0$	$23, 0$	$24, 0$	$25, 0$
$p H$	$3, 3$	$7, 0$	$10, 7$	$11, 1$	$11, 3$	$11, 4$	$11, 7$	$11, 9$	$12, 0$	$12, 0$	$12, 1$

3. Tracer la courbe

pH = f (V_{B})

GeoGebra

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4. Déterminer le volume à l'équivalence

V_{E}

5. Exprimer puis calculer la concentration en quantité de matière en acide chlorhydrique.

Données

Couples acide‑base : $H_{3} O^{+} (aq)/$ $H_{2} O(l)$ et $H_{2} O(l)/$ $HO^{-} (aq)$

13
Titrage de l'ammoniaque

✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesures

L'ammoniaque est une solution aqueuse d'ammoniac

NH_{3} (aq)

utilisée en teinturerie pour raviver les couleurs des tissus ou nettoyer les taches.
On réalise le dosage d'un volume

V = 20, 0

mL d'une solution commerciale d'ammoniac diluée vingt fois par de l'acide chlorhydrique de concentration

c_{A} = 5, 0 \times 1 0^{- 2}

mol⋅L^-1. L'équation de la réaction support du dosage s'écrit :

N H_{3} (a q) + H_{3} O^{+} (a q) \to N H_{4}^{+} (a q) + H_{2} O (l)

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Identifier les deux couples acide‑base.

2. Déterminer le volume à l'équivalence.

3. En déduire la concentration de l'ammoniaque diluée, puis celle de la solution commerciale.

14
Titrage de l'acide éthanoïque

✔ RAI/ANA : Choisir un protocole

On souhaite vérifier la concentration

c_{A}

d'une solution d'acide éthanoïque

CH_{3} COOH(aq)

. Pour cela, on dose un volume

V_{A} = 10, 0

mL d'acide éthanoïque par de la soude de concentration

c = 1, 00 \times 1 0^{- 1}

mol⋅L^-1. On ajoute, avant de commencer le dosage,

150

mL d'eau distillée.

1. Faire le schéma du montage qui permet de réaliser ce titrage avec suivi conductimétrique.

Dessinez ici

2. Écrire l'équation de la réaction support du titrage.

3. Déterminer le volume à l'équivalence à partir de la courbe ci‑dessous.

4. Déterminer la concentration en acide éthanoïque.

Doc.
Suivi conductimétrique du dosage

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

Donnée

Couples acide‑base :

CH_{3} COOH(aq) /

CH_{3} COO^{-} (aq),

H_{3} O^{+} (aq)/

H_{2} O(l)

H_{2} O(l)/

HO^{-} (aq)

15
Titrage des ions chlorure

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation

On souhaite déterminer la concentration en ion chlorure de l'eau de mer. Pour cela, on réalise un titrage par suivi conductimétrique d'un volume

V = 10, 0

mL d'eau de mer diluée dix fois par une solution de nitrate d'argent

(Ag^{+} (aq); N O_{3}^{-} (aq))

de concentration

c_{2} = 1, 00 \times 1 0^{- 1}

mol⋅L^-1. La réaction support du dosage est une réaction de précipitation au cours de laquelle se forme du chlorure d'argent

AgCl(s)

. On ajoute

200

mL d'eau avant de commencer le dosage.

1. Faire le schéma du montage.

Dessinez ici

2. Écrire l'équation de la réaction support du dosage.

3. Le volume à l'équivalence est

V_{E} = 15, 2

mL. En déduire la concentration en ion chlorure de l'eau de mer.

Programmation avec Python

16
Calcul de quantités de matière

✔ REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

On réalise le dosage de la soude par l'acide chlorhydrique. À l'état initial, on introduit un volume

V = 10, 0

mL de soude

(Na^{+} (aq) ; HO^{-} (aq))

de concentration

c = 1, 00 \times 1 0^{- 3}

mol⋅L^-1 dans un bécher et on verse l'acide chlorhydrique

(H_{3} O^{+} (aq) ; Cl^{-} (aq))

de concentration

c^{'} = 5, 00 \times 1 0^{- 4}

mol⋅L^-1.

1. Exprimer, puis calculer les quantités de matière d'ions initialement introduites dans le mélange.

2. Préciser quelles sont les solutions titrantes et titrées.

3. Écrire l'équation de la réaction support du titrage.

4. Calculer le volume à l'équivalence

V_{E}

On étudie le mélange avant l'équivalence.

5. Écrire le programme, en langage Python, permettant de calculer la quantité de matière d'ions hydroxyde restant dans le mélange lorsqu'on verse un volume

V^{'}

d'acide chlorhydrique.

6. Donner les quantités de matière d'ions hydroxyde pour

V^{'}

égal à

2, 00

mL,

5, 00

mL,

15, 0

mL et

20, 0

mL.

17
Représentation des quantités de matière

✔ REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

On réalise un mélange contenant un volume

V_{1} = 50, 0

mL d'acide nitrique

(H_{3} O^{+} (aq); N O_{3}^{-} (aq))

de concentration

c_{1} = 2, 00 \times 1 0^{- 3}

mol⋅L^-1 avec un volume

V_{2}

de soude

(Na^{+} (aq); HO^{-} (aq))

de concentration

c_{2} = 5, 00 \times 1 0^{- 3}

mol⋅L^-1.

1. Écrire le programme, en langage Python, permettant de calculer la quantité de matière d'ions présents dans le mélange lorsqu'on verse un volume

V_{2}

de soude.

2. Donner les quantités de matière d'ions pour

V_{2} = 10, 0

mL,

V_{2} = 20, 0

mL et

V_{2} = 40, 0

mL.

Une notion, trois exercices
Différenciation

Données

Couples acide‑base :
$C_{3} H_{7} COOH(aq)/$ $C_{3} H_{7} COO^{-} (aq)$ , $H_{3} O^{+} (aq)/$ $H_{2} O(l)$ et $H_{2} O(l) / HO^{-} (aq)$

$CH_{3} COOH(aq)/$ $CH_{3} COO^{-} (aq),$ $H_{3} O^{+} (aq)/$ $H_{2} O(l)$ et $H_{2} O(l)/ HO^{-} (aq)$

$HCOOH(aq)/$ $HCOO^{-} (aq),$ $H_{3} O^{+} (aq)/$ $H_{2} O(l)$ et $H_{2} O(l) / HO^{-} (aq)$

18
Volume à l'équivalence

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

On place dans un bécher un volume

V_{1} = 10, 0

mL d'acide butanoïque

C_{3} H_{7} COOH(aq)

de concentration

c_{1} = 2, 00 \times 1 0^{- 3}

mol⋅L^-1. On ajoute progressivement un volume de soude de concentration

c_{2} = 5, 00 \times 1 0^{- 3}

mol⋅L^-1.

1. Faire le schéma du montage.

Dessinez ici

2. Écrire l'équation de la réaction support du titrage.

3. Calculer le volume à l'équivalence du dosage.

19
Concentration d'une solution

✔ APP : Faire un schéma

On réalise le titrage avec suivi pH‑métrique d'un volume

V = 10, 0

mL d'acide éthanoïque

CH_{3} COOH(aq)

par de la soude de concentration

c = 1, 00 \times 1 0^{- 1}

mol⋅L^-1.

1. Écrire l'équation de la réaction support du dosage.

2. Le volume versé à l'équivalence est

V_{E} = 12, 3

mL. Exprimer, puis calculer la concentration de la solution.

20
Exploitation d'une courbe

✔ APP : Faire un schéma

On réalise le dosage de

20

mL d'acide méthanoïque

HCOOH(aq)

dilué dix fois par de la soude de concentration

c = 2, 0 \times 1 0^{- 2}

mol⋅L^-1. On obtient la courbe ci‑dessous.

dosage de d'acide méthanoïque HCOOH(aq) dilué par de la soude

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Faire le schéma du montage.

Dessinez ici

2. Écrire l'équation de la réaction support du dosage.

3. Déterminer le volume à l'équivalence du dosage.

4. Calculer la concentration en quantité de matière d'acide méthanoïque dans la solution diluée et en déduire celle de la solution commerciale.

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Acide chlorhydrique concentré

6
Soude

7
Dosages pH‑métrique et conductimétrique

8
Volume à l'équivalence

Pour commencer

Concentration d'une solution

9
Détermination d'une concentration

10
Concentration d'acide chlorhydrique

11
Concentration de soude

Titrage avec suivi pH‑métrique

12
Titrage de l'acide chlorhydrique

GeoGebra

13
Titrage de l'ammoniaque

14
Titrage de l'acide éthanoïque

15
Titrage des ions chlorure

Programmation avec Python

16
Calcul de quantités de matière

17
Représentation des quantités de matière

Une notion, trois exercices
Différenciation

Données

18
Volume à l'équivalence

19
Concentration d'une solution

20
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