Contrôle N° 04 Chimie Février 2004

Terminale S

énoncé et correction

 

 

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I- Analyse d’une solution commerciale d’acide chlorhydrique.  

 

 

 

 

I- Analyse d’une solution commerciale d’acide chlorhydrique.

L’étiquette d’une bouteille contenant une solution S0 d’acide chlorhydrique porte les indication suivantes :

« Acide chlorhydrique, masse volumique μ = 1190 g / L,

Pourcentage massique P = 37 % »

On introduit un volume V = 4,2 mL de solution S0 dans une fiole jaugée de 500 mL contenant 100 mL d’eau distillée.

Puis on complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

1)- Comment prélever 4,2 mL de solution S 0 ? (précautions et matériel)

Pourquoi a-t-on introduit de l’eau distillée dans la fiole jaugée avant d’introduire la solution d’acide chlorhydrique ?

-    Préparation de la solution S 0 :
-    Mettre des gants et des lunettes
-    Verser quelques mL de solution mère dans un bécher de 50 mL
-    Pipette graduée de 5 mL muni de sa propipette
-    Fiole jaugée de 100 mL et entonnoir
-    On introduit un peu d’eau distillée dans la fiole jaugée pour diluer l’acide et éviter un échauffement trop important de la solution.

2)- Déterminer l’ordre de grandeur de la valeur de la concentration molaire C de la solution S préparée.

-    Ordre de grandeur de la concentration de la solution S.
-    Masse d’un volume V = 4,2 mL de solution mère :
-    m (S0) = μ . V
-    Masse de soluté (chlorure d’hydrogène) présent :
-    m  = μ . V . P
-    Quantité de matière de soluté (chlorure d’hydrogène) :
-     
-    Concentration de la solution S d’acide chlorhydrique :
-     

3)- Afin de vérifier cette concentration, on titre S par une solution aqueuse B d’hydroxyde de sodium (Soude).

La concentration de la solution est CB = 4,00 x 10 – 3 mol / L.

Dans un volume VB = 20,0 mL de solution B, on verse progressivement la solution S.

On mesure la valeur du pH après chaque ajout de volume VS (mL).

On obtient la courbe suivante :

 

Calculatrice autorisée

et les mesures

sont effectuées à 25 °C.

Les couples de l’eau :

H3O+ / H2O  pKA1 = 0

et H2O / HO  pKA2 = 14

 

a)-  Faire le schéma du dispositif expérimental.

 

b)-  Écrire l’équation bilan de la réaction de dosage.

-       il se produit la réaction :

H3O+  (aq)   +   HO (aq)   →   2 H2O

c)-  Calculer la constante d’équilibre de cette réaction. Quels qualificatifs peut-on associer à cette réaction chimique ?

-    C’est la réaction inverse de l’autoprotolyse de l’eau. La constante d’équilibre de cette réaction est :
-     
-    cette réaction est quasi totale car K > 10 4.
-    Remarque : Une réaction de dosage est toujours totale, rapide, unique.

d)-  Déterminer les coordonnées du point d’équivalence E.

-    En déduire la valeur de la concentration C de la solution S, puis la concentration C0 de la solution S0.
-    Comparer le résultat à celui de la question 2)- et conclure.
-    Méthode graphique :

 

-    La méthode des tangentes permet de déterminer les coordonnées du point d’équivalence E.
-    Coordonnées du point E : VSE ≈ 8,3 mL et pHE ≈ 7,0
-    Remarque : Il manque des points au voisinage de l’équivalence pour pouvoir obtenir une meilleure précision.
-    À l’équivalence, la quantité de matière d’ions hydroxyde initiale est égale à la quantité de matière d’ions hydronium ajoutée :
-     
-    La solution S de concentration C a été obtenue par dilution de la solution S0 de concentration C0.
-     
-    Au cours de la dilution, il y a conservation de la quantité de matière de soluté :
-     
-    Comparaison de C :
-     
-    Les résultats sont compatibles.
-    On peut aussi comparer les valeurs de C0 :
-    Comparaison de C0 :
-    Il faut rechercher la valeur de C0 à partir des données initiales :
-     
-       Comparaison de C 0 :
-        
-       Les résultats sont médiocres. Il faudrait travailler avec une précision plus grande.
-    Ici, on ne peut garder que deux chiffres significatifs.

 

 


 
 

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