Problèmes à résoudre




Retour sur l'ouverture du chapitre (déconstruire les idées fausses)

31
Les acides attaquent-ils tous les métaux ?

APP : Formuler le résultat attendu (hypothèse, etc.)


Voir les réponses
L’acide chlorhydrique (H+(aq);Cl(aq))\left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right) attaque le fer Fe(s)\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) et l’aluminium Al(s)\mathrm{Al}(\mathrm{s}) pour donner des solutions de chlorure de fer (II) (Fe2+(aq);2Cl(aq))\left(\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\:;\:2\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right) et de chlorure d’aluminium (Al3+(aq);3Cl(aq))\left(\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})\:;\: 3\: \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right), accompagnées dans les deux cas d’un dégagement de dihydrogène.

1. Écrire les demi-équations électroniques des couples Al3+(aq)/Al(s)\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Al}(\mathrm{s}), Fe2+(aq)/Fe(s)\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}), H+(aq)/H2(g)\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}).


2. Écrire les équations bilans de la réaction entre ces deux métaux et l’acide chlorhydrique.


Le cuivre Cu(s)\mathrm{Cu}(\mathrm{s}), plongé dans une solution d’acide chlorhydrique, reste intact. Mais, avec l’acide nitrique (H+(aq);NO3(aq))\left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right), le cuivre disparaît, la solution devient bleue et un dégagement de monoxyde d’azote NO(g)\mathrm{NO}(\mathrm{g}) apparaît.

3. Écrire les demi-équations des couples Cu2+(aq)/Cu(s)\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) /\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) et NO3(aq)/NO(g)\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{NO}(\mathrm{g}).


4. Écrire l’équation bilan de la transformation chimique entre le cuivre et l’acide nitrique.


30
Éthylotest

RAI/ANA : Construire un raisonnement, communiquer sur les étapes/Chemin de résolution


Doc. 1
Définition de l’alcoolémie

L’alcoolémie est la concentration d’éthanol dans le sang, elle s’exprime en geˊthanol Lsang .\dfrac{g_{\text {\,éthanol }}}{L_{\text {sang }}}.
Son estimation à partir d’une mesure sur l’air expiré est fondée sur la loi de Henry selon laquelle la pression partielle PiP_{i} d’une substance volatile, qui traduit sa concentration dans l’air au-dessus d’un liquide, est proportionnelle à sa fraction molaire xi dans le liquide qui la contient : Pi=xiHiP_{i} = x_{i}\:· H_{i}, où HiH_{i} est la constante de Henry qui est spécifique de la substance considérée.

Ainsi, l’alcoolémie est exactement proportionnelle à la concentration d’éthanol dans l’air expiré.

D’après « L’éthylotest », L’actualité chimique, n° 367-368, 2012, p. 90.

Doc. 4
Éthylotest à usage unique

Éthylotest à usage unique

Doc. 3
Le couple redox en jeu

Dichromate de potassium solide
Oxyde de chrome III en poudre
Dichromate de potassium K2Cr2O7(s)/\mathrm{K}_{2} \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}(\mathrm{s}) /Oxyde de chrome (III) Cr2O3(s)\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}).

Les éthylotests à usage unique sont basés sur une réaction d’oxydoréduction. Ils contiennent du dichromate de potassium (2K+(aq);Cr2O72(aq))\left(2\,\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}(\mathrm{aq})\right) qui réagit avec l’éthanol C2H6O(aq)\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{aq}) en présence d’acide. On obtient de l’éthanal C2H4O(aq)\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}(\mathrm{aq}) et des ions chrome (III) : Cr3+(aq)\mathrm{Cr}^{3+}(\mathrm{aq}).
Le ballon que l’on doit gonfler a un volume de 1 L. Le test est positif si le changement de couleur est observé sur la moitié du tube ou plus.

À l’aide des documents, déterminer la masse de dichromate de potassium minimale pour détecter une alcoolémie trop importante pour un permis probatoire français.


Doc. 2
L’alcool expiré

On sait que la masse d’éthanol contenue dans un litre de sang est deux mille fois supérieure à celle contenue dans un litre d’air expiré.

Doc. 5
Le taux d’alcool autorisé

Désormais, le taux d’alcool autorisé est 0,2 g·L-1 dans le sang pour tous les permis probatoires. La réglementation s’applique à tous les jeunes conducteurs pendant :
  • 3 ans après l’obtention du permis, la perte de 12 points ou l’annulation de son permis ;
  • 2 ans si le permis a été obtenu dans le cadre de la conduite accompagnée ;
  • 0,2 g·L-1, c’est zéro verre d’alcool car dès le 1er verre, ce seuil peut être dépassé.

D’après securite-routiere.gouv.fr.
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