Exercice résolu 2 chimie : Etude d’une solution d’acide benzoïque.

Etude d’une solution d’acide benzoïque

Sujet:

On prépare une solution aqueuse d’acide benzoïque, par dissolution d’un échantillon de masse m de cet acide dans l’eau distillée, pour obtenir un volume    V = 100 mL de solution de concentration molaire c_a = 0,1 mol.L^-1.

1-      On mesure le pH d’une solution d’acide benzoïque à 25°C, on trouve pH₁ = 2,6.

1-1.      Calculer la valeur de la masse m ;

1-2.     Ecrire l’équation modélisant la réaction de l’acide benzoïque avec l’eau ;

1-3.   Construire le tableau descriptif de l’évolution du système, et calculer la valeur du taux d’avancement final τ de la réaction, conclure ;

1-4.    Donner l’expression du quotient de réaction Q_{r éq} à l’équilibre en fonction de pH₁ et c_a. En déduire la valeur de la constante d’acidité Ka du couple       ( )

2-        On verse dans un bécher un volume V_a = 20 mL d’une solution d’acide benzoïque de concentration molaire c_a = 0,1 mol.L^-1, et on y ajoute progressivement à l’aide d’une burette graduée une solution d’hydroxyde de sodium de concentration molaire    c_b = 5.10^-2 mol.L^-1.

Lorsque le volume d’hydroxyde de sodium versé dans le bécher est V_b = 10 mL, le pH de la solution dans le bécher à 25°C est pH₂ = 3,7.

2-1.      Ecrire l’équation modélisant la réaction se produisant dans la mélange ;

2-2.   Calculer la quantité de matière n(OH^-)_V versée, et la quantité de matière n(OH^-)_r restante à la fin de la réaction.

    2-3.  Trouver l’expression du taux d’avancement final τ de cette réaction en fonction de n(OH^-)_V et n(OH^-)_r . Conclure.

Données :

   . Masse molaire d’acide benzoïque :  M = 122 g.mol^-1.

      . Produit ionique de l’eau               :  Ke = 10^-14 

Correction:

Exercice résolu chimie 1 :Contrôle de la proportion d’un élément chimique dans un produit industriel

Contrôle de la  proportion d’un  élément  chimique dans  un  produit industriel 

Sujet :

On utilise quelques produits industriels azotés dans le domaine agricole, à cause de leur contenance en élément Azote qui est considéré parmi les éléments nécessaires à la fertilisation du sol.

Un produit industriel, contient du nitrate d’ammonium NH₄NO_{3 (s)} très soluble dans l’eau, de façon à ce qu’on peut considérer que cette dissolution est totale, et on la modélise par l’équation de réaction :     

Le fabriquant indique, sur la caisse d’emballage du produit industriel azoté, le pourcentage massique X de l’élément azote dans ce produit : X = 27 %.

Le but de cet exercice est de s’assurer de cette valeur de X.

1- On prélève un volume V_S d’une solution (S) de nitrate d’ammonium, de concentration molaire C = 4,00.10^-2mol.L^-1. La mesure du pH de cette solution donne pH = 5,30.

1-1.   Ecrire l’équation modélisant la réaction de l’ion ammonium avec l’eau.

1-2. Calculer la valeur du taux d’avancement final de cette transformation, conclure ?

1-3.   S’assurer que la valeur du pKa du couple  est : pKa = 9,20.

2- On dissout dans l’eau pure, un échantillon du produit industriel azoté de masse       m = 5,70 g pour obtenir une solution aqueuse (S_A) de volume V = 250 mL.

On prélève de cette solution (S_A), un volume V_A = 20,0 mL, et on neutralise les ions ammoniums qui s’y trouvent par une solution aqueuse (S_B) d’hydroxyde de sodium , de concentration molaire C_B = 0,200 mol.L^-1. L’équivalence est atteinte lorsqu’on a versé un volume V_Be= 22,0 mL de solution (S_B).

2-1.   Ecrire l’équation chimique modélisant la réaction du dosage.

2-2. Trouver la quantité de matière n (NH₄NO₃) de nitrate d’ammonium contenue dans l’échantillon étudié. Et s’assurer de la valeur X du pourcentage massique de l’élément azote dans le produit industriel étudié. 

Données:     Toutes les mesures de pH ont été effectuées à 25°C.

* Masses molaires (g/mol): M(O) = 16 , M(N) = 14 , M(H) = 1.

*  Produit ionique de l’eau à 25°C : Ke = 10^-14.

*  Constante pKa du couple  : pKa = 9,20.

 

 
 Correction :