Pour s'entraîner

25

Solubilité du chlorure de plomb

On souhaite connaître la solubilité du chlorure de plomb ${\text{(Pb}}^{2+}\text{(aq)}$ ; ${\text{2 Cl}}^{-}\text{(aq))}$, c'est-à-dire la concentration maximale que l'on peut obtenir par dissolution dans l'eau. On élabore pour cela une solution saturée en chlorure de plomb, dont on mesure la conductivité. On obtient $\sigma =1040$ mS·m^-1.

1. Calculer la concentration en quantité de matière $c$ de la solution analysée.

Insérer une formule mathématique

2. En déduire la solubilité $s$ du chlorure de plomb dans l'eau, en (g·L^-1).

Insérer une formule mathématique

Doc.

Chlorure de plomb

CréditsUniversal Images Group North America LLC/DeAgostini/Alamy

• Masses molaires atomiques : $M\text{(Pb)}=207,2$ g·mol^-1 et $M\text{(Cl)}=35,5$ g·mol-1
• Conductivités molaires ioniques à 25 °C : $\lambda \left({\mathrm{Pb}}^{2+}\right)=13,9\times 10^{-3}$ S·m²·mol^-1 et $\lambda \left({\mathrm{Cl}}^{-}\right)=7,63\times 10^{-3}$ S·m²·mol^-1

28

Dose par étalonnage

✔ APP : Extraire l'information utile

On procède au dosage par étalonnage d'une solution de sulfate d'ammonium $\left(2{\mathrm{NH}}_4^{+}(\mathrm{aq});{\mathrm{SO}}_4^{2-}(\mathrm{aq})\right)$. On obtient les valeurs suivantes.

Concentration $\mathbf{c}$ (mmol·L-1)	$0,80$	$1,20$	$1,60$	$1,80$
Conductance $\mathbf{G}$ (mS)	$0,60$	$0,89$	$1,18$	$1,32$

1. Tracer la courbe d'étalonnage et commenter son allure.

GeoGebra

Accéder au module

Vous devez vous connecter sur GeoGebra afin de sauvegarder votre travail

2. Établir l'équation de la droite obtenue.

Insérer une formule mathématique

3. La conductance de la solution analysée est égale à $G=1,24$ mS. Déterminer sa concentration en soluté apporté, exprimée en (g·L^-1).

Insérer une formule mathématique

Données

• Masses molaires atomiques :$M(\mathrm{H})=1,0$ g·mol^-1, $M(\text{N})=14,0$ g·mol^-1, $M(0)=16,0$ g·mol^-1 et $M(\text{S})=32,1$ g·mol^-1.

Détails du barème

TOTAL /7 pts

2 pts

1. Légender les axes, placer les graduations et donner un titre.

1 pt

1. Tracer le graphique soigneusement.

0,5 pt

1. Identifier la situation de proportionnalité.

1,5 pt

2. Donner l'équation de la droite.

1 pt

3. Calculer la concentration en quantité de matière à partir de l'équation précédente.

1 pt

3. Convertir en (g·L^-1).

29

Paramètres influençant la conductance

30

Solution antiseptique

✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement

La solution de Dakin est une solution antiseptique colorée en rose en raison de l'ajout de permanganate de potassium ${\text{KMnO}}_4\text{(s)}$, de masse molaire $M=158$ g·mol·L^-1.

1. La solution de Dakin apparaît magenta. Préciser si elle absorbe davantage la lumière à $550$ nm ou à $700$ nm en longueur d'onde.

Insérer une formule mathématique

2. Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la concentration en permanganate de potassium donnée sur l'étiquette.

Insérer une formule mathématique

3. Les résultats expérimentaux permettent de conclure que la concentration en permanganate de potassium est égale à $c=6,33\times 10^{-5}$ mol·L^-1. Comparer à l'indication fournie sur l'étiquette.

Insérer une formule mathématique

Doc.

Étiquette d'un antiseptique

31

Éthylotest

• Couples d'oxydoréduction : ${\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7^{2-}(\mathrm{aq})/{\mathrm{Cr}}^{3+}(\mathrm{aq})$ et ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4{\mathrm{O}}_2(\mathrm{aq})/{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6\mathrm{O}(\mathrm{aq})$

33

Histoire d'unités en QCM

• Conductivités molaires ioniques à 25 °C : $\lambda \left({\mathrm{Cl}}^{-}\right)=7,6$ mS·m²·mol^-1 et $\lambda \left({\mathrm{Mg}}^{2+}\right)=10,6$ mS·m²·mol^-1

34

Famille des amides

1. Repérer sur le spectre les bandes caractéristiques des liaisons $\mathrm{C}=\mathrm{O}\text{ et }\mathrm{N}-\mathrm{H}$.

Fiche méthode 16,

p. 590

Insérer une formule mathématique

2. Le composé X est un amide, c'est-à-dire qu'il contient un enchaînement $\mathrm{O}=\mathrm{C}-\mathrm{N}$, possédant au moins une liaison $\mathrm{N}-\mathrm{H}$. Établir les formules semi-développées des trois molécules possibles de X.

Insérer une formule mathématique

3. Parmi ces molécules, identifier X grâce à son spectre.
Justifier le choix effectué.

Insérer une formule mathématique

Doc.

Spectre infrarouge du composé X

35

Techniques d'obtention de spectres IR

✔ RAI / ANA : Justifier un protocole

Le doc. 1 ci-dessous présente les techniques courantes pour obtenir le spectre IR d'un composé.

1. Reformuler la deuxième phrase du doc. 1 en utilisant le verbe approprié « absorber » ou « transmettre ».

2. Préciser ce qui se produirait si on lavait à l'eau les pastilles de $\mathrm{NaCl}(\mathrm{s})$.

3. Chercher la différence entre un solide « en suspension » et un solide « dissous ».

4. Préciser la raison pour laquelle il est important que l'échantillon soit sec avant de réaliser son spectre infrarouge.

Doc. 1

Obtention d'un spectre infrarouge
On peut enregistrer le spectre d'un corps à l'état gazeux, liquide, solide ou en solution.

• Si le corps est gazeux, on utilise des cellules spéciales, jamais en verre, car il est opaque aux radiations infrarouges.
• Si le corps est liquide, on dispose un film de ce corps entre deux pastilles de $\mathrm{KBr}(\mathrm{s})$ ou de $\mathrm{NaCl}(\mathrm{s})$ (attention à ne pas les laver à l'eau).
• Si le corps est solide, il est broyé avec du $\mathrm{KBr}(\mathrm{s})$ ou du $\mathrm{NaCl}(\mathrm{s})$ et comprimé en pastille par une presse. Il peut aussi être étudié en suspension dans le Nujol (mélange d'hydrocarbures).
• On peut aussi le dissoudre dans une solution. Les solvants utilisés doivent absorber très peu dans l'infrarouge. On utilise en général : ${\mathrm{CCl}}_4,{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{Cl}}_2,{\mathrm{CHCl}}_3$
Attention ! Il est impératif que l'échantillon étudié soit bien sec, car l'eau absorbe beaucoup.

Doc. 2

Préparation d'une pastille pour réaliser un spectre IR