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
À la découverte des métiers de ce chapitre
Grand oralp. 60
Méthode de suivi d'un titrage
Ouverturep. 61
Vinaigre ménager
Activité d'explorationp. 62
Titrage avec suivi pH-métrique
Activité expérimentalep. 63
Titrage avec suivi conductimétrique
Activité expérimentalep. 64
Évolution des quantités de matière
Activité expérimentalep. 65
Cours
Coursp. 66-68
Bilan
Fiches de révision - Exclusivité numériquep. 69
QCM
QCMp. 70
Exercices Pour s'échauffer/Pour commencer
Exercicesp. 71-73
Titrage de l’acide benzoïque
Exercicesp. 74
Titrage d’un sérum physiologique
Exercicesp. 75
Exercices Pour s'entraîner
Exercicesp. 76-78
Exercices Objectif Bac
Exercicesp. 79-80
Problème
Problèmesp. 81
Exercices de révision
Exercices de révision - Exclusivité numérique
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
Rabats de début
Rabats
Formules
p. 614-619
Fiche méthode
p. 635-638
Index
Rabats de fin
Rabats
Chapitre 3
Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

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Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

Pour commencerDifférenciationPour 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
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Pour s'échauffer

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5
Acide chlorhydrique concentré

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

Préciser à quoi correspondent ces informations.
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6
Soude

Flacon de 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 \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{,}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.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin
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    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
    Le zoom est accessible dans la version Premium.
    Crédits : Lelivrescolaire.fr

    titrage volume à l'équivalence
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    Crédits : Lelivrescolaire.fr

    Déterminer les volumes à l'équivalence.
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    Pour commencer

    Concentration d'une solution

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    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
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    Crédits : Lelivrescolaire.fr

    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{,}18 et dont le titre massique est 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{,}11 et dont le titre massique est t = 10 \%.

    Donnée

    • Masse molaire de l'hydroxyde de sodium : M = 40{,}0 g·mol-1
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    Titrage avec suivi pH‑métrique

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    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 \text{(Na}^+\text{(aq) ; HO}^-\text{(aq))} de concentration c_\text{B} = 1{,}00 × 10^{-1} mol⋅L-1 est réalisé.

    1. Faire le schéma du montage.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin
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    2. Écrire l'équation de la réaction acide‑base qui se produit dans le bécher. Les mesures du \text{pH} sont relevées dans ce tableau :

    \bm{V}_\bold{B}02{,}04{,}06{,}08{,}010{,}012{,}014{,}016{,}018{,}018{,}5
    \bold{pH}1{,}01{,}11{,}21{,}31{,}41{,}51{,}71{,}82{,}12{,}62{,}9

    \bm{V}_\bold{B}18{,}819{,}019{,}219{,}519{,}820{,}021{,}022{,}023{,}024{,}025{,}0
    \bold{pH}3{,}37{,}010{,}711{,}111{,}311{,}411{,}711{,}912{,}012{,}012{,}1

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

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

    Données

    • Couples acide‑base : \text{H}_3\text{O}^+ \text{(aq)/}\text{H}_2\text{O(l)} et \text{H}_2\text{O(l)/}\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 \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{,}0 mL d'une solution commerciale d'ammoniac diluée vingt fois par de l'acide chlorhydrique de concentration c_\text{A} = 5{,}0 \times 10^{-2} mol⋅L-1. L'équation de la réaction support du dosage s'écrit :
    \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
    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.
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    14
    Titrage de l'acide éthanoïque

    ✔ RAI/ANA : Choisir un protocole

    On souhaite vérifier la concentration c_\text{A} d'une solution d'acide éthanoïque \text{CH}_3\text{COOH(aq)}. Pour cela, on dose un volume V_\text{A} = 10{,}0 mL d'acide éthanoïque par de la soude de concentration c = 1{,}00 \times 10^{-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.
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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.

    Doc.
    Suivi conductimétrique du dosage
    Suivi conductimétrique du dosage
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    Crédits : Lelivrescolaire.fr

    Donnée
  • Couples acide‑base : \text{CH}_3\text{COOH(aq)}/\text{CH}_3\text{COO}^-\text{(aq)}, \text{H}_3\text{O}^+ \text{(aq)/}\text{H}_2\text{O(l)} et \text{H}_2\text{O(l)/}\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{,}0 mL d'eau de mer diluée dix fois par une solution de nitrate d'argent \text{(Ag}^+\text{(aq)} ; \mathrm{NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration c_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 \text{AgCl(s)}. On ajoute 200 mL d'eau avant de commencer le dosage.

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

    3. Le volume à l'équivalence est V_\text{E} = 15{,}2 mL. En déduire la concentration en ion chlorure de l'eau de mer.
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    Programmation avec Python

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    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 \text{(Na}^+\text{(aq) ; HO}^-\text{(aq))} de concentration c = 1{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1 dans un bécher et on verse l'acide chlorhydrique \text{(H}_3\text{O}^+\text{(aq) ; Cl}^-\text{(aq))} de concentration c' = 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 V_\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 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.
  
    
  
    

    

    

    


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    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 \text{(H}_3\text{O}^+\text{(aq)} ; \mathrm{NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration
c_1 = 2{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1 avec un volume V_2 de soude
\text{(Na}^+\text{(aq)} ; \text{HO}^-\text{(aq))} de concentration
c_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 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.
  
    
  
    
  


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Une notion, trois exercices

    Différenciation
     

    

    
    
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    Données
    
  

  

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

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


      

      

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

      • 
      
      
    
    


    
    
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    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 \text{C}_3\text{H}_7\text{COOH(aq)} de concentration
c_1 = 2{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1. On ajoute progressivement un
volume de soude de concentration c_2 = 5{,}00 \times 10^{-3} mol⋅L-1.


    

    

1. Faire le schéma du montage.
  
    

    
  
    
    
    
  
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin
    
    
  
    
        
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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{,}0 mL d'acide éthanoïque \text{CH}_3\text{COOH(aq)}
par de la soude de concentration c = 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 V_\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 20 mL d'acide méthanoïque
\text{HCOOH(aq)} dilué dix fois par de la soude de concentration
c = 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
    Le zoom est accessible dans la version Premium. 
    Crédits : Lelivrescolaire.fr
    

    


    

    

    

    
1. Faire le schéma du montage.

    


    

    
    
    
  
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin
    
    
  
    
        
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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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