Transcript 3 problèmes de chimie

Valérie et Jean-Joël TEIXEIRA – Académie de Caen
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Terminale S – Spécifique – Chimie
Quel est le pH de la solution ?
Document 1 : Définition du taux d’avancement final .
On appelle τ =
xf
le taux d’avancement final d’une transformation chimique.
x max
où xf est l’avancement à l’état final
et xmax est l’avancement à l’état final si la réaction est totale
Si τ = 1 , la transformation est totale.
Si τ < 1 , la transformation est équilibrée / partielle / limitée.
Document 2 : L’acide méthanoïque HCOOH.
L’acide méthanoïque est un acide faible qui réagit avec l’eau selon l’équation :
HCOOH(aq) + H2O(ℓ)
HCOO-(aq) + H3O+(aq)
Si la concentration en soluté apporté est C = 5,0 x 10 -3 mol.L-1 alors le taux d’avancement
final de cette transformation est de 0,20 soit 20 %.
PROBLEME A RESOUDRE :
On dispose au laboratoire d’une solution d’acide méthanoïque HCOOH(aq) de concentration
en acide apporté C = 5,0 x 10-3 mol.L-1. On plonge dans un volume
V = 50 mL de cette solution la sonde d’un pH-mètre.
Quelle est la valeur affichée par le pH-mètre ?
Mettre en œuvre une démarche pour résoudre le problème.
ETUDE D’UNE SOLUTION D’ACIDE INCONNUE (SANS CALCULATRICE)
On dispose au laboratoire de physique-chimie d’un flacon sur lequel est collée une étiquette.
Document 1 : Etiquette du flacon
- Acide
- Concentration en acide apporté : C  1,0 102 mol.L1 .
- pH de la solution : pH  4,0 .
- Volume de la solution : inconnu.
Document 2 : pKa de quelques couples acide/base
Couple acide/base
Phénol / ion phénolate : C6H5OH / C6H5O-
pKa
10
Ion hydroxylammonium / hydroxylamine : NH3OH+ / NH2OH
6,0
-
Acide fluorhydrique / ion fluorure : HF / F
Acide salicylique / ion salicylate : C6H4OHCOOH / C6H4OHCOO-
3,2
3,0
À l’aide de vos connaissances et des documents fournis, proposer une réponse organisée
au problème suivant :
L’acide contenu dans le flacon est-il fort ou faible ? Quel est son nom ?
Donnée : Aide au calcul : 102 104  102
ETUDE DE LA BETADINE, UN ANTISEPTIQUE DU COMMERCE.
Document 1 : La bétadine.
La bétadine est un antispeptique. Un antiseptique est un produit ou un procédé permettant
par oxydation, au niveau des tissus vivants, d'éliminer les micro-organismes ou d'inactiver
les virus.
Le principe actif de la bétadine est le diiode I2.
Document 2 : Une bétadine du commerce.
L'étiquette de la bétadine du commerce précise :
Remarque : on peut montrer qu’elle contient 1,1 g de diiode pour 100 mL.
Document 3 : La polyvidone iodée, une source de diiode.
La molécule de polyvidone est un polymère dont le motif est :
En fait, les molécules de diiode forment un complexe avec la molécule de polyvidone comme
indiqué ci-dessous :
Au fur à mesure de son utilisation, la polyvidone libère les molécules de diiode.
En moyenne, il y a n = 19 motifs dans la molécule de polyvidone pour 1 molécule de diiode.
Document 4 : Protocole de dosage du diiode dans la bétadine.
Première étape : on dilue la bétadine d’un facteur 10 et on obtient V1  20,0 mL de bétadine
diluée.
Deuxième étape : on dose le diode présent dans le volume V1 de bétadine diluée obtenue
par une solution de thiosulfate de sodium 2 Na + + S2O32- de concentration


c2 = 1,5 10 mol  L . Le volume à l’équivalence est V2E  11,3 mL .
-2
-1
On ajoute initialement de l’amidon à la solution dosée.
1. Problème :
À l’aide de vos connaissances et des documents fournis résoudre le problème suivant :
La teneur en diiode de la bétadine du commerce étudiée est-elle validée
par le dosage réalisé ?
2. Protocole du dosage :
a) Dilution : choisir dans la liste du matériel donnée ci-dessous celui qui est nécessaire à la
réalisation de la dilution évoquée dans le document 4. Justifier ce choix.
Fiole jaugée
100,0 mL
20,0 mL
50,0 mL
Éprouvette graduée
25 mL
50 mL
100 mL
Pipette jaugée
2,0 mL
25,0 mL
10,0 mL
Béchers
20 mL
250 mL
100 mL
b) Repérage de l’équivalence : expliquer comment l’équivalence du dosage du document 4
est repérée.
3. Montrer qu’une teneur en polyvidone iodée de 10 g pour 100 mL correspond bien à une
teneur en diiode de 1,1 g pour 100 mL.
Données :
Masses molaires : M  H  = 1,0 g  mol-1 , M  C  = 12 g  mol-1 , M  N  = 14 g  mol-1 ,
M  O  = 16 g  mol-1 et M  I2  = 254 g  mol-1 .
Couples d’oxydoréduction mis en jeu : S4O6 2- / S2O32- et I2 / I- .
L’amidon forme avec le diiode une espèce très colorée bleue.