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M DIOUF LYCEE JULES SAGNA DE THHIES TERMINALES S1 S2 Page | 1 www.juufpc.jimdo.com SERIE 5 ET 6 : SOLUTION AQUEUSE – CALCUL DE pH - AUTOPROTOLYSE DE L’EAU – ACIDE FORT /BASE FORTE – DOSAGE ACIDE FORT /BASE FORTE ET VICE VERSA SERIE 5 : SOLUTION AQUEUSE – CALCUL DE pH – AUTOPROTOLYSE DE L’EAU EXERCICE 1 : PREPARATION D’UNE SOLUTION AQUEUSE DE SULFATE CUIVRIQUE Un technicien de laboratoire veut préparer 500 mL d'une solution de sulfate de cuivre (II) de concentration C = 0,10 mol / L. Le laboratoire dispose de sulfate de cuivre (II) hydraté (solide de formule CuSO4, 5H2O). Décrire le protocole que doit suivre le technicien et faire les calculs nécessaires. Données : MCu = 63,5 g / mol ; MS = 32 g / mol ; MO = 16 g / mol ; MH = 1 g / mol. EXERCICE 2 : PREPARATION D’UNE SOLUTION AQUEUSE DE SULFATE DE SODIUM Le sulfate de sodium du commerce est un solide ionique hydraté de formule Na2SO4 ,10H2O. 1) Quelle masse de ce composé faut-il placer dans une fiole jaugée de 250 mL pour que la solution aqueuse obtenue après la dilution ait une concentration C = 0,20 mol.L-1 ? 2) Quelles sont alors les concentrations des ions Na+ et SO42- qu'elle contient, sachant que la dissolution du sulfate de sodium s'accompagne d'une dispersion totale de ces ions ? 3) La solution de sulfate de sodium est-elle électriquement neutre ? 4) Quelle masse de chlorure de sodium pur faudrait-il peser pour obtenir 100 mL d'une solution aqueuse de même concentration en ion Na+ ? EXERCICE 3 : DILUTION D’UNE SOLUTION COMMERCIALE A partir d'une solution commerciale d'acide nitrique de densité d = 1,33 et de pourcentage en acide nitrique : 52, 5 %, on veut préparer, par dilution, V2 = 1 litre d'acide nitrique de concentration c2 = 0,1 mol / L. a- Calculer la concentration de la solution "mère". b- Décrire la façon de préparer la solution diluée. Données : MH = 1 g / mol MN = 14 g / mol MO = 16 g / mol La masse volumique de l'eau est meau = 1000 g / L dans les conditions de l'expérience. EXERCICE 4 : DILUTIONS SUCCESSIVES D’UNE SOLUTION Une solution S1 possède une concentration C1 = 0,10 mol.L-1. On prélève 50 mL de S1 auxquels on ajoute 450 mL d'eau distillée. On obtient une solution S2 de concentration C2. On dilue 25 fois la solution S2. On obtient une solution S3 de concentration C3. Calculer les concentrations C2 et C3 des solutions diluées. EXERCICE 5 : DILUTION D’UNE SOLUTION COMMERCIALE On dispose d’une bouteille d'acide méthanoïque titrant 98 % en masse. La masse volumique de l'acide est 1,22 g.cm-3. Avec une pipette, on prélève 11,5 cm3 de l'acide que l'on verse dans une fiole jaugée de 1 L. On verse ensuite de l’eau pure pour obtenir 1 L de solution que l’on note S3. 1) Déterminer la masse m d'acide méthanoïque prélevée. 2) Déterminer la concentration C1 de la solution S1. 3) Quel volume d’eau pure faut-il verser sur les 20 mL de la solution S1 pour avoir une solution S2 de concentration C2 = 0,10 mol.L-1 ? 4) On dilue 10 fois la solution S2. Calculer le volume d'eau pure nécessaire à cette dilution et la concentration C3 de la solution S3 obtenue. EXERCICE 6 : ELECTRONEUTRALITE D’UNE SOLUTION Une solution aqueuse a été réalisée par dissolution de chlorure de sodium NaCl et de chlorure de calcium CaCl2 dans l’eau. Ecrire l’équation traduisant l’électroneutralité de la solution. M DIOUF LYCEE JULES SAGNA DE THHIES TERMINALES S1 S2 Page | 2 www.juufpc.jimdo.com EXERCICE 7 : CALCUL DE CONCENTRATION EN ION H3O+ ET OH- - pH D’UNE SOLUTION A 25° C, une solution S est telle que [H3O+]/[OH-] = 6,5.102 1) Calculer les concentrations molaires des ions hydronium H3O+ e t hydroxyde OH-. 2) Calculer le pH de la solution S EXERCICE 8: PREPARATION DE SOLUTION - CALCUL DE CONCENTRATION EN ION H3O+ ET OH- Sur l'étiquette d'une bouteille commerciale d’ammoniac, on peut lire : NH3 1) Quel volume V faut-il prélever pour préparer 500 mL d'une solution S de concentration C = 0,10 mol.L-1 ? 2) Décrire le mode opératoire pour préparer les 500 mL de S. (quelques schémas clairs et annotés sont suffisants). 3) La solution a un pH = 11,1 à 25°C. Calculer les concentrations et les quantités de matière des ions H30+ et OH- présents dans S. EXERCICE 9 : DILUTION ET CALCUL DE pH Une solution d’acide chlorhydrique a un pH = 2,4. 1) Dans un volume V1 = 10 cm3 de cette solution chlorhydrique, on ajoute un volume V2 = 5 cm3 d'eau pure. Quel est le pH final ? 2) Quel volume d’eau V faudrait-il verser dans un volume V1 = 10 cm3 de la solution initiale pour que le pH augmente de 1 unité ? EXERCICE 10 : IONISATION DE L’AMMONIAC EN SOLUTION AQUEUSE Pour étudier l’ionisation de l’ammoniac en solution aqueuse, on prépare des solutions ayant toutes la même molarité totale : [NH3] + [NH4]= C0 = 0,1 mol.dm-3 en diluant des quantités croissantes de chlorure d’ammonium dans des solutions d’ammoniaque de molarités croissantes. On dispose ainsi de 10 solutions numérotées de n = 1 à n = 10, la solution de rang n ayant une concentration de n/100 (en mol/dm3) en ammoniac et de (10-n)/100 en chlorure d’ammonium. 1°) a) Ecrire les équations d’ionisation dans l’eau de l’ammoniac et du chlorure d’ammonium. b) Quelles sont les espèces chimiques présentes dans la solution n. c) Ecrire les relations algébriques liant entre elles les molarités de ces espèces chimiques. 2°) On mesure les pH de toutes ces solutions avec un pH-mètre donnant une précision de 0,05 unité de pH : a) Montrer que dans toutes ces solutions, [H3O+] est négligeable devant [OH-]. b) Exprimer en fonction de n et [OH-] les molarités de l’ammoniac et des ions ammonium, ainsi que le rapport de ces deux dernières concentrations. M DIOUF LYCEE JULES SAGNA DE THHIES TERMINALES S1 S2 Page | 3 www.juufpc.jimdo.com SERIE 6 : ACIDE FORT /BASE FORTE – DOSAGE ACIDE FORT /BASE FORTE ET VICE VERSA EXERCICE 1 : CONNAISSANCES DU COURS a) Ecrire l'équation de la réaction de dissolution en solution aqueuse d'un acide fort. b) Donner la relation entre le pH d'une solution aqueuse d'acide fort et la concentration CA de cet acide pour 10-6 mol.L-1 < CA < 10-1 mol.L-1 ? c) Dans quel domaine de concentration CA la relation, à 25°C, pH = 14 - logCA est-elle valable ? d) Définir un acide fort. Ecrire l'équation-bilan de la réaction entre un monoacide fort AH et l'eau. Le pH d'une solution aqueuse d'un monoacide fort AH est égal à 2,7 ; Calculer sa concentration CA. e) Quelles sont les mesures de sécurité à prendre lors de la manipulation d'acides forts et de bases fortes de concentration supérieure à 10-1 mol.L-1 ? f) On verse progressivement nB moles d'une base forte dans une solution aqueuse contenant nA moles d'un acide fort et quelques gouttes de bleu de bromothymol. Quand observe-t-on le virage de l'indicateur ? g) Qu'est-ce que l'équivalence ? Comment détermine-t-on pratiquement le point équivalent ? h) Donner les caractéristiques de la courbe de dosage d'une base forte par un acide fort. En changeant la soude par de la potasse lors d'un dosage par de l'acide chlorhydrique et en gardant les autres conditions expérimentales, la courbe de dosage se trouve-t-elle modifiée ? Justifier. EXERCICE 2 : UN ACIDE FORT EN SOLUTION AQUEUSE On part d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration CA = 10-7 mol.L-1. On mesure expérimentalement le pH et on trouve pH = 6,8. 1) En utilisant le fait que dans une solution, il y a autant d'ions positifs que d'ions négatifs et que l'élément Cl est susceptible de se retrouver sous la forme d'ions Cl- uniquement, calculer les concentrations des différentes espèces présentes dans la solution. En déduire la valeur du produit ionique de l'eau. Commenter le résultat. 2) Comment expliquer le fait que le pH soit de 6,8 et non de 7 comme le donnerait la formule pH = pCA ? EXERCICE 3 : PREPARATION D’UNE SOLUTION D’ACIDE CHLORHYDRIQUE On dissout un volume V = 336 mL de chlorure d'hydrogène, pris à la pression de 1 bar et à la température de 25°C, dans V = 50 mL d'eau pure. On assimile le gaz à un gaz parfait. La dissolution n'entraîne pas de changement de volume. 1) Ecrire l'équation de la réaction de dissolution. 2) Déterminer la quantité de matière de HCl dissoute. 3) En déduire le pH de la solution. EXERCICE 4 : MELANGES D’ACIDES 1) On mélange, un volume V1 = 100 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de pH = 2,7 et un volume V2 = 300 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de pH = 4. Quel est le pH de la solution finale ? 2) On mélange un volume V3 = 50 mL d'une solution uploads/Finance/ serie-5-et-6-solution-aqueuse-acide-fort-base-forte.pdf