TERMINAL SPE PC
Bonjour jai vraiment besoin d'aide pour mon dm de physique. Merci d'avance
(je suis bloqué à la question 3b)
Exercice 1.
Évolution spontanée d’une réaction acido-basique.
1. On dispose de quatre solutions de concentration initiale en soluté apporté :
Co = 5,00.10-2 mol.L-1
.
- (S1) solution d’hypochlorite de sodium (Na+ + ClO- = A2)(aq)
- (S2) solution d’acide hypochloreux (ClOH= A2H)(aq)
- (S3) solution d’acide chloroéthanoïque (ClCH2COOH= A1H)(aq)
- (S4) solution de chloroéthanoate de sodium (Na+ + ClCH2COO- = A1)(aq)
Remarque : « hypochlorite d'hydrogène = acide hypochloreux »
On donne les constantes d’acidité à 25 °C des couples acide-base mis en jeu :
pKA3 (ClCH2COOH/ClCH2COO-) = 2,86
pKA2(ClOH/ClO-) = 7,31
a. Classer les solutions (S2) et (S3) par acidité croissante. Justifier votre
raisonnement.
b. Donner les expressions et les valeurs des constantes d’acidité des couples
correspondant à (S2) et (S3).
2. On réalise un mélange (M) des quatre solutions ci-dessus dans les proportions
volumiques indiquées dans le tableau ci-dessous :
(S1) (Na+ + ClO- = A2)(aq)
(S2)(ClOH= A2H)(aq)
(S3)(ClCH2COOH= A1H)(aq)
(S4) Na+ + ClCH2COO- = A1
-
Volume de (S)
dans (M)
V1 = 50 mL V2 = 40 mL V3 = 30 mL V4 = 30 mL
On envisage la réaction d’équation chimique suivante :
ClCH2COO-
(aq) + ClOH(aq) ClO-
(aq) + ClCH2COOH(aq)
a. Donner l’expression de la constante d’équilibre K associée à cette équation.
b. Etablir la relation qui lie K à KA3 et KA2. En déduire la valeur de K.
c. Calculer la quantité de matière initiale de chaque entité dans le mélange.
2
d. Quelle prévision peut-on envisager pour l’évolution de ce système ?
3. On étudie l’évolution du système dans le mélange (M). Soit V le volume total du mélange.
a. En notant xf l’avancement final, exprimer les concentrations, à l’état final, des
entités présentes dans l’équation en fonction de xf et V.
b. Donner l’expression de la constante d’équilibre K de la réaction en fonction de xf.
c. Montrer qu’on peut obtenir une équation de second degré en xf, à partir de
l’expression de la constante d’équilibre K.
Résoudre l’équation et déterminer les deux solutions de celle-ci xf’ et xf‘’.
d. En déduire les deux valeurs possibles de la quantité de matière de ClCH2COOH et monter qu’une seule solution xf est acceptable.
e. Que peut-on déduire de signe de xf relativement au sens d’évolution du système
chimique étudié.
f. Déterminer les quantités de matière ainsi que les concentrations molaires des différentes espèces chimiques présentes dans le mélange (M), à l’instant final (tf).
g. Peut-on effectivement considérer que [ClCH2COOH]f = 0,00 mol.L-1
, à l’état final ?
h. Déterminer la concentration de ClCH2COOH à partir de la constante d’équilibre etdes concentrations des autres espèces chimiques présentes dans le mélange à l’instant final.
