Contrôle  N° 03 quater

Bilan énergétique et désintégration alpha

Réaction entre l'acide formique et l'ammoniac

Énoncé

Correction

   

 

 

1.      Bilan énergétique et désintégration alpha.

Le radium , de demi – vie t ½ = 1600 ans, émet une particule

radioactive α avec production de radon Rn et un rayonnement γ.

1.1.   donner les lois de SODDY qui permettent d’équilibrer cette réaction.

1.2.   écrire l’équation de la réaction de désintégration.

1.3.   étude de la réaction :

1.3.1.Quelles sont les caractéristiques d’une telle réaction ?

Donner la loi de décroissance radioactive.

1.3.2.Que représente la demi – vie t ½ ?

En déduire la valeur de la constante radioactive λ.

1.3.3.Que représente la grandeur  La constante de temps est l’inverse de la constante radioactive  ?

1.4.   Donner l’expression littérale de la perte de masse au cours de

cette réaction. Justifier cette expression.

1.5.   Calculer la perte de masse en unité de masse atomique.

1.6.   Donner l’expression littérale de l’énergie dissipée E lors de la

 désintégration d’un noyau de radium au repos.

Justifier cette expression.

1.7.   Calculer cette énergie E en MeV et en joule.

En déduire l’énergie dissipée par une mole de radium.

Données

Masse d’un noyau :  : mRa = 225,97700 u

Masse d’un noyau de radon : mRn = 221,97027 u

Masse d’une particule alpha : mα = 4,00150 u

Nombre d’Avogadro :

NA = 6,02 x 10 23  mol – 1

1 eV = 1,60 x 10 – 19 J

1 u = 931,5 MeV / c²

2.      Réaction entre l’acide formique et l’ammoniac en solution aqueuse

2.1.   L’ammoniac :

2.1.1.écrire l’équation de la réaction entre l’ammoniac NH3 et l’eau.

2.1.2.Donner l’expression littérale de la constante d’acidité du couple

NH4+ / NH3.

2.1.3.La réaction entre l’ammoniac et l’eau est-elle totale ou limitée ? Justifier.

2.2. L’acide formique :

-  On prépare une solution dans laquelle les espèces chimiques

HCOOH / HCOO ont des concentrations molaires égales à

C = 1,0 x 10 – 2  mol / L. Déterminer la valeur du pH de cette solution.

2.3. On mélange  un volume V1 = 20 mL d’une solution aqueuse

d’acide formique de concentration     C1 = 1,0 x 10 – 2  mol / L

avec un volume V2 = 10 mL d’une solution aqueuse d’ammoniac

de concentration  C2 = 1,0 x 10 – 2  mol / L.

2.3.1.écrire l’équation de la réaction chimique qui a lieu lors de ce mélange.

2.3.2.Donner l’expression de la constante d’équilibre K associée à

l’équation de cette réaction. Calculer la valeur de K.

2.3.3.Donner les caractéristiques de la réaction qui se produit entre

l’acide formique et l’ammoniac.

2.3.4.Question bonus : Déterminer la valeur du pH de la solution obtenue.

 

Données à 25 °C

HCOOH / HCOO   pKA1 = 3,8

pK e = 14

NH4+ / NH3   pKA2 = 9,2