Contrôle de cours n°1 17/09/2020 Ch1 : Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques Ex1 : (6.5 pt)
1. Écrire la demi-équation protonique associée aux espèces chimiques ci-dessous et compléter les couples acido-basiques correspondants
• ………. / HO- :
• H3O+/………. :
• NH4+/………. :
• ………/HSO4- :
• HSO4-/………. :
2. Préciser parmi ces espèces la ou lesquelles sont des ampholytes.
3. Écrire la réaction acido-basique entre la base HSO4- et l’acide C3H6O3.
4. Donner les représentations de Lewis de l’acide éthanoïque et de l’ion éthanoate.
Ex 2 : (13,5 pts)
Baptiste a trouvé une bouteille de pesticide à la maison qui contient notamment du butan-1-amine dont la formule topologique est donnée ci-dessous:
Il cherche à déterminer le titre massique en butan-1-amine de ce pesticide ; pour cela il procède au dosage de son pesticide en utilisant une solution titrante d’acide chlorhydrique (H3O+(aq)+Cl-(aq)) de concentration Ca=5,0∙10-3 mol∙L-1.
1. Rappeler la définition du pH et déterminer le pH de la solution d’acide chlorhydrique utilisée par Baptiste.
2. Donner la représentation de Lewis de la molécule de butan-1-amine puis justifier le fait que la molécule de butan-1-amine est une base.
3. Donner la représentation de Lewis de l’acide conjugué, l’ion butan-1-ammonium.
4. Écrire le couple acide-base en utilisant les formules brutes.
5. Écrire l’équation support du dosage.
6. Baptiste réalise une prélèvement de Vb=2,0 mL de pesticide, le place dans un erlenmeyer et ajoute 100 mL d’eau distillée pour bien immerger la sonde de son pH-mètre ; il observe grâce à un suivi pH- métrique qu’il lui faut verser 12,0 mL de la solution d’acide chlorhydrique pour atteindre l’équivalence. En déduire la concentration molaire Cb du pesticide en butan-1-amine.
7. En déduire le titre massique (en g∙L-1) du pesticide en butan-1-amine.
Données : masses molaires en g∙mol-1 : C :12 ; H :1 ; N : 14 Nom :
Correction Contrôle de cours n°1
Ex1 (6.5 pt)
1. L’acide est un donneur de proton, la base un accepteur ; notation du couple : acide/base
• H2O/ HO- : H2O = H+ + HO-
• H3O+/H2O : H3O+ = H2O + H+
• NH4+/NH3 : NH4+= NH3 + H+
• H2SO4/HSO4- : H2SO4= HSO4-+ H+
• HSO4-/SO42- : HSO4- = SO42---+ H+
2. H2O et HSO4- sont des ampholytes car à la fois acide et base d’un couple.
3. HSO4- + C3H6O3 ⇄H2SO4 + C3H5O3-
4. Acide éthanoïque ; Ion éthanoate :
Ex 2 : (13,5 pts)
1. pH= - log([H3O+]
𝐶0 ) avec 𝐶0 = 1 mol ∙ L−1 pH= - log(5,0∙10-3)=2.3
2. Représentation de Lewis de la molécule de butan-1-amine :
La molécule présente un doublet non-liant d’où sa capacité à gagner un proton.
3. Représentation de Lewis de l’ion butan-1-ammonium :
4. C4H12N+/C4H11N
5. C4H11N + H3O+⟶ C4H12N+ + H2O ; les ions chlorure Cl- sont spectateurs.
La réaction est totale car elle est utilisée pour un titrage (elle est dite quantitative).
6. À l’équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques donc : 𝐶𝑎∙ 𝑉𝑎,𝑒 = 𝐶𝑏∙ 𝑉𝑏
L’ajout d’eau n’a pas modifié la quantité de matière de réactif titré, ici la butan-1-amine.
D’où :
𝐶𝑏 = 𝐶𝑎∙𝑉𝑎,𝑒
𝑉𝑏 = 5,0 ∙ 10−3∙12,0
2,0 = 3,0 ∙ 10−2 𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐿−1
7. Le titre massique du pesticide est donc :
𝑡 = 𝑐 ∙ 𝑀(C4H11N) = 3,0 ∙ 10−2∙ (4 × 12 + 11 × 1 + 14) = 2,19 𝑔 ∙ 𝐿−1 2.5
1 1
2
2
1
0,5
1 1 2 2
2
2
