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Exercices Pour s'échauffer/Pour commencer
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Exercices




Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

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Pour s'échauffer


5
Acide chlorhydrique concentré

L’étiquette d’une solution d’acide chlorhydrique porte les données suivantes : d=1,189d = 1{,}189 et t=38t = 38 %.

Préciser à quoi correspondent ces informations.
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6
Soude

Flacon de soude
On dispose au laboratoire d’un flacon de soude de titre massique γ=20\gamma = 20 g·L-1.

Déterminer la concentration en quantité de matière de cette solution.


Donnée
  • Masse molaire de l’hydroxyde de sodium : M=40,0M = 40{,}0 g·mol-1
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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.


2. Dresser la liste du matériel nécessaire à la réalisation d’un titrage avec suivi conductimétrique et faire le schéma du montage.
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8
Volume à l'équivalence

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

titrage volume à l'équivalence

titrage volume à l'équivalence

Déterminer les volumes à l'équivalence.
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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 :
NaOH(aq) soude
Calculer les concentrations en quantité de matière des deux solutions.
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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=1,18d = 1{,}18 et dont le titre massique est t=30 %t = 30  \%.
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11
Concentration de soude

REA : Appliquer une formule

Calculer la concentration en masse d’hydroxyde de sodium dont la densité est d=1,11d = 1{,}11 et dont le titre massique est t=10 %t = 10 \%.


Donnée
  • Masse molaire de l’hydroxyde de sodium : M=40,0M = 40{,}0 g·mol-1
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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=20,0V = 20{,}0 mL de la solution de concentration cc inconnue par de la soude (Na+(aq) ; HO(aq))\text{(Na}^+\text{(aq) ; HO}^-\text{(aq))} de concentration cB=1,00×101c_\text{B} = 1{,}00 × 10^{-1} mol⋅L-1 est réalisé.

1. Faire le schéma du montage.
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Formes
Dessinez ici

2. Écrire l’équation de la réaction acide‑base qui se produit dans le bécher. Les mesures du pH\text{pH} sont relevées dans ce tableau :


VB\bm{V}_\bold{B} 00 2,02{,}0 4,04{,}0 6,06{,}0 8,08{,}0 10,010{,}0 12,012{,}0 14,014{,}0 16,016{,}0 18,018{,}0 18,518{,}5
pH\bold{pH} 1,01{,}0 1,11{,}1 1,21{,}2 1,31{,}3 1,41{,}4 1,51{,}5 1,71{,}7 1,81{,}8 2,12{,}1 2,62{,}6 2,92{,}9

VB\bm{V}_\bold{B} 18,818{,}8 19,019{,}0 19,219{,}2 19,519{,}5 19,819{,}8 20,020{,}0 21,021{,}0 22,022{,}0 23,023{,}0 24,024{,}0 25,025{,}0
pH\bold{pH} 3,33{,}3 7,07{,}0 10,710{,}7 11,111{,}1 11,311{,}3 11,411{,}4 11,711{,}7 11,911{,}9 12,012{,}0 12,012{,}0 12,112{,}1

3. Tracer la courbe pH=f(VB)\text{pH} = f(V_\text{B}).
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4. Déterminer le volume à l'équivalence VEV_\text{E}.


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


Données
  • Couples acide‑base : H3O+(aq)/\text{H}_3\text{O}^+ \text{(aq)/}H2O(l)\text{H}_2\text{O(l)} et H2O(l)/\text{H}_2\text{O(l)/}HO(aq)\text{HO}^-\text{(aq)}
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13
Titrage de l’ammoniaque

VAL : Exploiter un ensemble de mesures

L’ammoniaque est une solution aqueuse d’ammoniac NH3(aq)\text{NH}_3\text{(aq)} utilisée en teinturerie pour raviver les couleurs des tissus ou nettoyer les taches.
On réalise le dosage d’un volume V=20,0V = 20{,}0 mL d’une solution commerciale d’ammoniac diluée vingt fois par de l’acide chlorhydrique de concentration cA=5,0×102c_\text{A} = 5{,}0 \times 10^{-2} mol⋅L-1. L’équation de la réaction support du dosage s’écrit :
NH3(aq)+H3O+(aq)NH4+(aq)+H2O(l)\mathrm{NH}_{3}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{NH}_{4}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})


Titrage de l'ammoniaque
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.
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14
Titrage de l’acide éthanoïque

RAI/ANA : Choisir un protocole

On souhaite vérifier la concentration cAc_\text{A} d’une solution d’acide éthanoïque CH3COOH(aq)\text{CH}_3\text{COOH(aq)}. Pour cela, on dose un volume VA=10,0V_\text{A} = 10{,}0 mL d’acide éthanoïque par de la soude de concentration c=1,00×101c = 1{,}00 \times 10^{-1} mol⋅L-1. On ajoute, avant de commencer le dosage, 150150 mL d’eau distillée.

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


Suivi conductimétrique du dosage

Suivi conductimétrique du dosage


Données
  • Couples acide‑base : CH3COOH(aq)/\text{CH}_3\text{COOH(aq)}/CH3COO(aq),\text{CH}_3\text{COO}^-\text{(aq)}, H3O+(aq)/\text{H}_3\text{O}^+ \text{(aq)/}H2O(l)\text{H}_2\text{O(l)} et H2O(l)/\text{H}_2\text{O(l)/}HO(aq)\text{HO}^-\text{(aq)}
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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=10,0V = 10{,}0 mL d’eau de mer diluée dix fois par une solution de nitrate d’argent (Ag+(aq) ; NO3(aq))\text{(Ag}^+\text{(aq)} ; \mathrm{NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration c2=1,00×101c_2 = 1{,}00 \times 10^{-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)\text{AgCl(s)}. On ajoute 200200 mL d’eau avant de commencer le dosage.

1. Faire le schéma du montage.
Couleurs
Formes
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2. Écrire l’équation de la réaction support du dosage.


3. Le volume à l'équivalence est VE=15,2V_\text{E} = 15{,}2 mL. En déduire la concentration en ion chlorure de l’eau de mer.
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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=10,0V = 10{,}0 mL de soude (Na+(aq) ; HO(aq))\text{(Na}^+\text{(aq) ; HO}^-\text{(aq))} de concentration c=1,00×103c = 1{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1 dans un bécher et on verse l’acide chlorhydrique (H3O+(aq) ; Cl(aq))\text{(H}_3\text{O}^+\text{(aq) ; Cl}^-\text{(aq))} de concentration c=5,00×104c' = 5{,}00 \times 10^{-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 VEV_\text{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 VV' d’acide chlorhydrique.

  
6. Donner les quantités de matière d’ions hydroxyde pour VV' égal à 2,002{,}00 mL, 5,005{,}00 mL, 15,015{,}0 mL et 20,020{,}0 mL.
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17
Représentation des quantités de matière

REA/MATH : Utiliser un langage de programmation

On réalise un mélange contenant un volume V1=50,0V_1 = 50{,}0 mL d’acide nitrique (H3O+(aq) ; NO3(aq))\text{(H}_3\text{O}^+\text{(aq)} ; \mathrm{NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration c1=2,00×103c_1 = 2{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1 avec un volume V2V_2 de soude (Na+(aq);HO(aq))\text{(Na}^+\text{(aq)} ; \text{HO}^-\text{(aq))} de concentration c2=5,00×103c_2 = 5{,}00 \times 10^{-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 V2V_2 de soude.

  
2. Donner les quantités de matière d’ions pour V2=10,0V_2 = 10{,}0 mL, V2=20,0V_2 = 20{,}0 mL et V2=40,0V_2 = 40{,}0 mL.
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Une notion, trois exercices


DIFFÉRENCIATION

Données

  • Couples acide‑base :
    C3H7COOH(aq)/\text{C}_3\text{H}_7\text{COOH(aq)/} C3H7COO(aq)\text{C}_3\text{H}_7\text{COO}^-\text{(aq)}, H3O+(aq)/\text{H}_3\text{O}^+\text{(aq)/} H2O(l)\text{H}_2\text{O(l)} et H2O(l)/HO(aq)\text{H}_2\text{O(l)} / \text{HO}^-\text{(aq)}

    CH3COOH(aq)/\text{CH}_3\text{COOH(aq)/} CH3COO(aq),\text{CH}_3\text{COO}^-\text{(aq)}, H3O+(aq)/\text{H}_3\text{O}^+\text{(aq)/} H2O(l)\text{H}_2\text{O(l)} et H2O(l)/HO(aq)\text{H}_2\text{O(l)/}\text{HO}^-\text{(aq)}

    HCOOH(aq)/\text{HCOOH(aq)/} HCOO(aq),\text{HCOO}^-\text{(aq)}, H3O+(aq)/\text{H}_3\text{O}^+\text{(aq)/} H2O(l)\text{H}_2\text{O(l)} et H2O(l)/HO(aq)\text{H}_2\text{O(l)}/\text{HO}^-\text{(aq)}

18
Volume à l'équivalence ◉◉

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

On place dans un bécher un volume V1=10,0V_1 = 10{,}0 mL d’acide butanoïque C3H7COOH(aq)\text{C}_3\text{H}_7\text{COOH(aq)} de concentration c1=2,00×103c_1 = 2{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1. On ajoute progressivement un volume de soude de concentration c2=5,00×103c_2 = 5{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1.

1. Faire le schéma du montage.
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2. Écrire l’équation de la réaction support du titrage.


3. Calculer le volume à l'équivalence du dosage.
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19
Concentration d’une solution ◉◉

APP : Faire un schéma

On réalise le titrage avec suivi pH‑métrique d’un volume V=10,0V = 10{,}0 mL d’acide éthanoïque CH3COOH(aq)\text{CH}_3\text{COOH(aq)} par de la soude de concentration c=1,00×101c = 1{,}00 \times 10^{-1} mol⋅L-1.

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


2. Le volume versé à l’équivalence est VE=12,3V_\text{E} = 12{,}3 mL. Exprimer, puis calculer la concentration de la solution.
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20
Exploitation d'une courbe ◉◉◉

APP : Faire un schéma

On réalise le dosage de 2020 mL d’acide méthanoïque HCOOH(aq)\text{HCOOH(aq)} dilué dix fois par de la soude de concentration c=2,0×102c = 2{,}0 \times 10^{-2} mol⋅L-1. On obtient la courbe ci‑dessous.
dosage de d’acide méthanoïque HCOOH(aq) dilué par de la soude

1. Faire le schéma du montage.
Couleurs
Formes
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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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