Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
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
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
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
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
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 7
Activité 4 - Activité d'exploration

Acide benzoïque, conservateur alimentaire

Objectifs : Exploiter les relations entre , , et .
Comparer la force d'acides ou de bases courants.
Problématique de l'activité
L'acide benzoïque est un solide blanc parfois utilisé comme conservateur alimentaire sous le code E210. Il s'agit d'un acide faible.
Comment déterminer l'avancement final d'une réaction acide-base ?

Doc. 1
Taux d'avancement d'une réaction

Le taux d'avancement d'une réaction est défini comme le rapport de l'avancement final sur l'avancement maximal de cette réaction :



Le taux d'avancement d'une réaction dépend des conditions initiales et de la constante d'équilibre de la réaction, c'est-à-dire la constante d'acidité du couple acide-base lors d'une réaction acide-base.

Doc. 2
Programme Python

import numpy as np
print("L'équation à résoudre est c_A*tau^2 + K_A*tau - K_A = 0")
c_A = float(input('c_A ='))
pK_A = float(input('pK_A ='))
K_A = 10**(-pK_A)
Delta = K_A**2 - 4*c_A*(-K_A)
if (Delta > 0) :
	x_1 = (-K_A - np.sqrt(Delta)) / (2*c_A)
	x_2 = (-K_A + np.sqrt(Delta)) / (2*c_A)
	print ("Deux solutions : tau_1 =" + str(x_1) + " et tau_2 = " + str(x_2))
elif (Delta == 0) :
	x = - K_A/(2*c_A)
	print ("Une solution double : tau = ", + str(x))
else : 
	print ("Aucune solution")
print ("fin")

Doc. 3
Acide benzoïque

La formule semi-développée de l'acide benzoïque est :
Acide benzoïque
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : lelivrescolaire.fr

Données

  • Solubilité de l'acide benzoïque dans l'eau à 20 °C : g⋅L-1
  • Couple acide-base :
  • du couple considéré :
  • Soit l'équation du second degré : a pour discriminant  :
    si , l'équation n'a pas de solution réelle ;
    si , l'équation a une seule solution :  ;
    si , l'équation a deux solutions : et .

Questions
RAI/MOD : Modéliser une transformation
REA : Utiliser un modèle
REA/MATH : Utiliser un langage de programmation
Compétence(s)

1. Écrire l'équation de la réaction entre l'acide benzoïque et l'eau.

2. Déterminer la concentration en quantité de matière d'acide benzoïque apporté d'une solution saturée en acide benzoïque.

3. Déterminer l'avancement maximal de la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau dans un volume mL de solution saturée.

4. Cette solution a un de . Déterminer l'avancement final , puis le taux d'avancement final de la réaction.

5. a.Écrire l'expression du quotient de réaction .

b. Montrer qu'à l'équilibre l'expression de s'écrit .

c. Calculer avec le programme Python et comparer le résultat obtenu avec la valeur trouvée à la question 4.
Synthèse de l'activité
Expliquer en quoi la résolution de l'équation du second degré permet de calculer le d'une solution préparée par dissolution d'un acide faible dans l'eau.

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