Aurélie 09/09/09
QCM : concentration, dilution, acide base : concours kiné Poitiers 1999.
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La concentration molaire volumique des ions sulfate est : 100 mmol/L ; 50 mmol/L ; 0,1 mol/L ; 0,05 mol/L ; 1,5 10-2 mol/L. CuSO4, 5H2O (s) = Cu2+aq + SO42-aq ; [ SO42-aq] = 100 mmol/L = 0,10 mol/L Quantité de matière d'ion sulfate dans cette solution : volume * concentration = 0,050*0,10 =5,0 10-3 mol. Na2SO4 (s) = 2 Na+aq + SO42-aq ; [ SO42-aq] =C = concentration en soluté apportée. M(Na2SO4 ) =2*23+32+4*16 = 142 g/mol. Quantité de matière correspondante = m / M = 14,2 / 142 = 0,10 mol La quantité de matière d'ion sulfate dans 1 L cette solution est donc de 0,10 mol ; et dans 50 mL ( 0,05 L) : 0,10 *0,05 =5,0 10-3 mol. Quantité de matière d'ion sulfate dans le mélange : 5,0 10-3 mol + 5,0 10-3 mol = 1,0 10-2 mol. [ SO42-aq] = 1,0 10-2 / 0,1 = 0,1 mol/L = 100 mmol/L.
Une bouteille porte les indications suivantes : solution d'acide chlorhydrique 1000 mL ; M= 36,5 g/mol ; pourcentage massique en acide :32 % ; masse volumique 1160 kg m-3. A partir du contenu de la bouteille, on veut préparer 500,0 mL de solution de concentration C = 0,20 mol/L. Quel volume d'acide chlorhydrique faut-il prélever ? 9,83 mL ; 19,7 mL ; 3,14 mL ; 11,4 mL ; 8,62 mL. Concentration de la solution commerciale : Masse d e 1 L de solution : 1160 kg m-3 = 1,16 kg /L = 1160 g/L Masse d'acide pur : 1160*0,32 =371,2 g Quantité de matière d'acide (mol) = m / M = 371,2 / 36,5 =10,17 mol d'où la concentration de la solution "mère" : C0 = 10,17 mol/L. Facteur de dilution F = C0 /C =10,17 / 0,20 =50,85. Volume de solution mère à prélever = volume de la fiole jaugée / F = 500,0 / 50,85 = 9,83 mL.
alcool : µ =790 kg m-3 = 0,79 g /mL. Masse d'alcool : 100*0,79 = 79 g ; m(C2H6O) = 2*12 + 6+16 = 46 g/mol nalcool = m / M = 79 /
46 = 1,72 mol. La quantité de matière de dihydrogène maximale est : 0,5*0,020 = 0,010 mol Volume du gaz : V = n Vm = 0,010*22,4 =0,224 L = 224 mL.
Dans 10 mL de cette solution aqueuse, on ajoute 5 mL d'acide chlorhydrique de même concentration. A l'équilibre le pH final mesuré est : 11,8 ; supérieur à 7 ; basique ; voisin de 7 ; voisin de 6. C2H5O- + H3O+ = C2H6O + H2O. Quantité de matière initiale : C2H5O- : 0,010 * 5,0 10-3 = 5,0 10-5 mol H3O+ : 0,005 * 5,0 10-3 = 2,5,0 10-5 mol
[C2H5O-]éq = (5,0 10-5 -xmax) / Vtotal =2,5,0 10-5 / 15 10-3 =1,67 10-3 mol/L. L'ion éthanolate est une base forte ; le pH de la solution est : pH = 14 + log [C2H5O-]éq =14 + log(1,67 10-3) =11,2.
pKa du couple acide éthanoïque / ion éthanoate : 4,8. Dans 10 mL d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque de concentration molaire volumique 0,010 mol/L, on ajoute un volume V d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ( soude) cinq fois plus concentrée. A l'équilibre le pH final vaut 4,8. Le volume V est environ : 5 mL ; 1 mL ; 2 mL ; 10 mL ; 8 mL. CH3COOH aq + HO-aq = CH3COO-aq + H2O(l). Si le pH final est égal au pKa, alors [CH3COOH aq]éq =[CH3COO-aq]éq. Quantité de matière initiale : CH3COOH aq : 0,010 * 10 10-3 = 1,0 10-4 mol HO-aq : 0,050 * V 10-3 = 5 V 10-5 mol ( avec V en mL)
[CH3COOH aq]éq =[CH3COO-aq]éq ; 1,0 10-4 -xéq =xéq d'où xéq =1,0 10-4 / 2 = 5 10-5 . Par suite V = 1 mL.
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