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la réponse exacte.
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Eau
de Javel.
L'eau de javel est une solution aqueuse constituée d'un mélange
équimolaire d'hypochlorite de sodium ( Na+aq +ClO-aq)
et de chlorure de sodium. On la prépare en faisant agir un courant de
dichlore gazeux sur de la soude, selon la réaction totale modélisée par
l'équation suivante :
Cl2(g) + 2HO-aq
---> ClO-aq + Cl-aq
+H2O (1).
Sur une bouteille d'eau de Javel, on lit l'information suivante :
pourcentage en chlore actif 2,6 %.
Ce pourcentage correspond à la masse ( en g ) de dichlore
gazeux nécessaire pour préparer 100 g d'eau de Javel selon la réaction
précédente. Depuis 2001, le pourcentage en chlore actif remplace le
degré chlorométrique ( °Chl). Le degré chlorométrique d'une eau de
Javel est égal au volume ( en L) de dichlore gazeux qu'il faudrait
utiliser pour fabriquer 1 L de cette eau de Javel dans les conditions
normales de température et de pression et selon la réaction précédente.
Vm = 22,4 L /mol.
Densité de l'eau de Javel contenue dans la bouteille : d = 1,037.
Calculer
le degré chlorométrique de cette eau de Javel.
(5,2 ; 7,3 ; 8,0 ; 8,5 ; 9,0 ; aucune réponse exacte ).
Masse
de 1 L d'eau de Javel : 1,037 kg = 1037 g ;
Masse de
chlore dans cette solution : m =1037*2,6 /100 =26,96 g.
Quantité de
matière correspondante : n = m/M(Cl) =26,96 / 35,5 ~0,76 mol.
Quantité de
matière de dichlore : 0,38 mol.
Volume de
dichlore dans les CNTP :0,38*22,4 =8,5 L ou 8,5°chl.
Le dosage
indirect d'une eau de Javel consiste à déterminer sa concentration
molaire en ion hypochlorite. Dans un premier temps on réduit les ions
hypochlorite par les ions iodure en excès et en milieu acide, selon la
réaction totale d'équation : ClO-aq +2I-aq
+2H3O+aq ---> Cl-aq
+3H2O +I2aq. (2)
Le diiode qui se forme est ensuite dosé par ue solution aqueuse de
thiosulfate de sodium, selon la réaction totale d'équation : I2aq
+2S2O32-aq
---> 2I-aq
+S4O62-aq.
(3).
Mode
opératoire :
Une solution diluée d'eau de javel est préparée en diluant 20 fois
l'eau de Javel contenue dans la bouteille. On verse un volume V1=
20,0 mL de cette solution dans un erlenmeyer. On ajoute ensuite 10,0 mL
d'une solution d'iodure de potassium de concentration molaire c = 0,10
mol/L. On ajoute 1 mL d'acide éthanoïque pur et on agite le mélange
pendant 5 min. On dose le diiode formé par une solution de thiosulfate
de sodium de concentration c' = 0,10 mol/L.
Calculer
le volume ( en mL) de solution de thiosulfate à verser pour obtenir
l'équivalence.
( 6,5 ; 7,6 ; 8,7 ; 9,1 ; 9,9 ; autre ).
Il
a 0,38 mol de dichlore dans 1 L de cette eau de javel, soit,
d'après les nombres stoechiométriques de (1), 0,38 mol d'ion
hypochlorite. Tenir compte de la dilution : 0,38 / 20 = 0,019 mol dans
1 L.
Soit 0,019 *20 /1000 =3,8 10-4 mol dans le
volume V1.
D'après les nombres
stoechiométriques de (2), il se forme 3,8 10-4
mol de diiode.
D'après les nombres
stoechiométriques de (3), 2*3,8 10-4 =7,6 10-4 mol de thiosulfate de sodium
sont nécessaire.
VE = 7,6 10-4 / c' = 7,6 10-4 / 0,10 =7,6 10-3 L soit 7,6 mL.
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Mélange
d'acides.
Un mélange a
été réalisé à partir de deux solutions aqueuses de même concentration
molaire en soluté apporté :une solution aqueuse d'acide chlorhydrique
et une solution aqueuse d'acide nitrique. Les deux acides sont
totalement dissociés en solution aqueuse et le pH du mélange est égal à
1,7. On dose les ions chlorure contenus dans un volume V = 20,0 mL du
mélange par une solution aqueuse de nitrate d'argent de concentration
molaire c = 0,020 mol/L. Il faut verser VE= 17,0
mL de solution aqueuse de nitrate d'argent pour atteindre l'équivalence.
Déterminer
le pourcentage volumique d'acide nitrique dans le mélange.
(15 ; 27 ; 31 ; 35 ; 85 ; autre réponse ).
Ag+aq
+ Cl-aq = AgCl(s).
n(Cl-aq)
=n(Ag+aq)
=cVE =0,020 *17,0 = 0,34 mmol d'ion chlorure
dans 20 mL de mélange.
n(H3O+aq) =20*10-pH
=20*10-1,7 =0,40 mmol d'ion oxonium dans 20 mL
de mélange.
% d'acide chlorhydrique en volume : 0,34/0,40*100 = 85 % ; % volumique
d'acide nitrique : 15 %.
Combustion
d'un alcène.
On réalise
la combustion complète d'une quantité n = 50 mmol d'un alcène A dont la
chaîne carbonée est linéaire et non cyclique. Il se forme une masse de
dioxyde de carbone égale à 8,8 g.
L'hydratation de cet alcène conduit à une espèce chimique unique B.
Parmi les
affirmations suivantes, combien y en a-t-il d'exactes ?
- La formule brute de cet alcène est C4H10.
Faux.
n(CO2) = 8,8 / 44 =0,20 mol = 200
mmol. L'alcène possède donc 200/5 = 4 atomes de carbone : C4H8.
- Il se forme lors de la combustion complète 7,2 g d'eau. Faux
C4H8
+ 6O2 ---> 4CO2 +
4H2O ; il se forme 50*4 =200 mmol d'eau soit
0,200*18 =3,6 g d'eau.
- Le nom de l'alcène est le butan-1-ène. Faux. ( but-1-ène serait un nom correct
)
Un seul
alcool se forme : les carbones doublement liés portent les mêmes
substituants, d'où A est le but-2-ène, isomères E ou Z.
- Le nom de B est le butan-1-ol. Faux.
butan-2-ol.
- L'oxydation
ménagée de B conduit en présence d'oxydant en défaut au butanal. Faux.
Un alcool
secondaire conduit à une cétone : la butanone.
On étudie par conductimétrie la cinétique d'hydrolyse basique d'un
ester : le méthanoate d'éthyle.
On verse dans un becher V0 = 200 mL d'une
solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration c0
=0,0200 mol/L. A un instant t=0 pris comme origne des dates, on ajoute
rapidement une quantité nE=4,00 10-3
mol d'ester. Le volume total du mélange réactionnele sera pris égal à V0.
On mesure la conductivité du mélange réactionnel à t = 15 min et on
trouve s
= 339 mS m-1 à 25°C.
On donne ( en mS m2 mol-1)
: l HO-=19,9
; l Na+=5,01
; l HCOO-=5,46.
Déterminer
l'avancement x(mmol) de la réaction d'hydrolyse basique à t = 15 min.
(1,2 ; 1,4 ; 1,7 ; 1,9 ; 2,2 ; autre ).
HCOOC2H5 + HO-
---> HCOO- +C2H5OH.
[Na+] =c0 = 20 mol m-3
; [HCOO-] = x / 0,2 10-3
= 5x 103 mol m-3
; [HO-] =(c0V0
-x) / (0,2 10-3
)=20-5x 103 mol m-3
;
s =l HO-[HO-] +l Na+[Na+]
+l HCOO-[HCOO-].
339=19,9(20-5x 103 ) +5,01*20 +5,46 *5x 103.
159,2=7,15 104
x ; x = 2,23 10-3 mol ~2,2 mmol.
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