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p. 1-11
1. Constitution et transformations de la matière
Constitution de la matière à l'échelle microscopique et macroscopique
Ouverturep. 12-13
Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie
Ouverturep. 108-109
2. Mouvement et interactions
Mouvement et interactions
Ouverturep. 212-213
3. L'énergie, conversions et transferts
L'énergie : conversions et transferts
Ouverturep. 276-277
4. Ondes et signaux
Ondes et signaux
Ouverturep. 318-319
Méthode
Annexes
Rabats de début
Rabats
Lexique
p. 415
Rabats de fin
Rabats
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Chapitre 5
Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

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Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

Pour commencerDifférenciationPour s'entraîner
Connaître la différence entre titrage et dosage par étalonnage :
11
Connaître la notion d'équivalence :
21
28
Savoir suivre un titrage colorimétrique :
14
16
22
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Pour s'échauffer

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5
Le titrage direct

Donner la définition d'un titrage direct et son intérêt.
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6
Dosage et titrage

Quelle est la différence entre dosage et titrage ?
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7
La quantité de matière

Rappeler la ou les relation(s) pour calculer une quantité de matière en précisant grandeurs et unités.
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8
L'équivalence

Donner la relation entre les quantités de matière à l'équivalence en précisant chaque grandeur et symbole.
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9
Équivalence

On titre les ions fer (II) \text{Fe}^{2+} par les ions cérium (IV) \text{Ce}^{4+} selon l'équation de réaction :

\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Ce}^{4+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Ce}^{3+}(\mathrm{aq})

Quelle relation existe-t-il entre les quantités de matière de \text{Fe}^{2+} et \text{Ce}^{4+} à l'équivalence ?
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Pour commencer

Dosage par titrage ou par étalonnage

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10
Réaction support de titrage

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Naïma veut réaliser le titrage d'une solution de sulfate de fer (II) par une solution de permanganate de potassium.

Établir l'équation de la réaction support de titrage en justifiant la démarche.

Données

Couples redox des espèces mises en jeu :
  • \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}) ;
  • \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}).

    • Rappel
    Pour établir l'équation bilan d'une réaction d'oxydoréduction il faut partir des demi-équations électroniques.

    Solution de sulfate de fer (II) : (\mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq})\,;\,\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}))

    Solution de permanganate de potassium : \operatorname{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq}).
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    11
    Schéma d'expérience

    ✔ APP : Faire un brouillon comprenant un schéma

    Pour doser une solution de permanganate de potassium (\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq}) \,;\, \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})), on réalise un ensemble de 10 solutions de concentration croissante. On mesure ensuite l'absorbance de ces solutions à \lambda = 540 nm. Puis on détermine la concentration de la solution en mesurant son absorbance.

    1. Réaliser le schéma d'une dilution.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin

    2. Cette expérience est-elle un titrage ?
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    Les échanges d'énergie

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    12
    Les ions chlorure

    ✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

    Placeholder pour Eau de source pure jaillissant d'un abreuvoir en pierre, montagnes en arrière-plan.Eau de source pure jaillissant d'un abreuvoir en pierre, montagnes en arrière-plan.

    On réalise le titrage de 25\text{,}0 mL de l'eau Minérals par une solution de nitrate d'argent à 2\text{,}5 \times 10^{-2} mol·L-1. On ajoute 1\text{,}0 mL de chromate de potassium qui donne une teinte jaune à la solution avant l'équivalence et rouge après l'équivalence.

    1. Comment repérer l'équivalence ?
    2. Déterminer la concentration en ions chlorure obtenue lors du titrage.

    Minerals, une eau minérale riche en minéraux

    Données

  • Masse molaire du chlore : M(\mathrm{Cl})=35\text{,}5 g·mol-1 ;
  • Volume équivalent : V_{\mathrm{E}}=9\text{,}0 mL.
  • Équation support du titrage : Ag^+ (aq) + Cl^- (aq) \to AgCl (s)
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    13
    Titrage d'un lait

    ✔ APP : Extraire l'information utile sur supports variés

    On réalise le titrage de l'acide lactique par l'hydroxyde de sodium. L'expérience est suivie par pH-métrie. Le volume équivalent est égal à 15,2 mL et le pH à l'équivalence est égal à 8,0.

    Donner l'indicateur coloré à choisir. Justifier.

    Indicateur coloré Couleur d'acide Zone de virage pH Couleur basique
    Rouge de méthyle Rouge 4,4 \bf{-} 6,2 Jaune
    Bleu de thymol Jaune 8,0 \bf{-} 9,6 Bleu
    Jaune d'Alizarine Jaune 10,0 \bf{-} 12,0 Rouge
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    14
    Dosage de l'éthanol

    ✔ RAI/MOD : Décrire l'état initial et l'état final d'un système

    Les éthylotests fonctionnent à l'aide d'une réaction d'oxydoréduction mettant en jeu des espèces colorées. L'équation de la réaction chimique est la suivante :

    3\,\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{aq})+2\,\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}(\mathrm{aq})+16\,\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 3 \,\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+4\, \mathrm{Cr}^{3+}(\mathrm{aq})+11\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})


    De quelle couleur est le test avant de souffler dedans ? lorsque le test est positif ?

    Doc. 1
    Les couleurs de l'éthylotest
    • \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O} : incolore ;
    • \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-} : orange ;
    • \mathrm{Cr}^{3+} : vert ;
    • \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2} : incolore.
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    Suivi d'une réaction chimique

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    15
    Coefficient stœchiométrique

    ✔ RAI/MOD : Ajuster l'équation

    Ajuster les équations de réaction suivantes :

    a.
    \mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{8}\:+
    \mathrm{O}_{2} \rightarrow
    \mathrm{CO}_{2}\:+
    \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}.

    b.
    \mathrm{SO}_{2}\:+
    \mathrm{H}_{2} \mathrm{S} \rightarrow
    \mathrm{S}\:+
    \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}.

    c.
    \mathrm{Zn}^{2+}\:+
    \mathrm{HO}^{-} \rightarrow
    \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{2}.

    d.
    \mathrm{I}_{2}\:+
    \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-} \rightarrow
    \mathrm{I}^{-}\:+
    \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}.

    e.
    \mathrm{Fe}\:+
    \mathrm{O}_{2} \rightarrow
    \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}.
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    16
    Titrage de l'eau oxygénée

    ✔ RAI/MOD : Décrire l'état initial et l'état final

    On réalise le titrage de l'eau oxygénée par une solution de permanganate de potassium. On définit ainsi le réactif titré (eau oxygénée) et le réactif titrant (permanganate de potassium). L'équation de la réaction est la suivante :

    2 \,\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+5 \,\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+6\, \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\, \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+5\, \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})+8\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})

    Dans le tableau, remplacer les pointillés par les signes : \gt, \lt ou =.

    Avant équivalence À équivalence Après équivalence
    n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max }\:...\: 0
     
    n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max } \:...\: 0
     
    n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max }\:...\: 0
     
    n_{versé}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0
     
    n_{versé}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0
     
    n_{versé}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0
     
    5 n_{versé}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})
     
    5 n_{0}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})
     
    5 n_{0}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})
     
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    Une notion, trois exercices
    Différenciation

    Savoir‑faire : Suivre un titrage colorimétrique
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    17
    Titrage des ions chlorure

    ✔ RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

    Le dosage des ions chlorure \text{Cl}^{-} peut se faire par les ions argent \text{Ag}^{+}.

    1. Compléter le tableau d'avancement suivant.

    Placeholder pour Tableau: réaction chimique Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s). État initial: 6,0 mol Ag+, 3,0 mol Cl-.Tableau: réaction chimique Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s). État initial: 6,0 mol Ag+, 3,0 mol Cl-.
    1
    2
    3
    4


    2. Est-on avant ou après équivalence ?
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    18
    Titrage des ions hydroxyde

    ✔ RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

    On cherche à titrer les ions hyrdoxyde \text{HO}^{-}(\text{aq}) d'un déboucheur de canalisation par l'acide chlorhydrique. L'équation support de la réaction est \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}).

    1. Construire le tableau d'avancement avant l'équivalence.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin

    2. Construire le tableau d'avancement après l'équivalence.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin
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    19
    Titrage du peroxyde d'hydrogène

    ✔ RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

    On cherche à titrer une solution d'eau oxygénée (solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène \text{H}_{2}\text{O}_{2}) par le permanganate de potassium \mathrm{KMnO}_{4}. L'équation de la réaction support du titrage est :

    5 \,\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+2\, \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+6\, \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\, \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+8\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+5\, \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}).

    1. Construire le tableau d'avancement de la réaction de l'équivalence.
    Cliquez pour accéder à une zone de dessin

    2. La quantité d'ions permanganate introduit à l'équivalence est n = 4\text{,}2 mol. Déterminer la quantité de peroxyde d'hydrogène titrée.
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