Intero 12/3/9 corrigé

Interrogation 12/3/9 corrigé Exercice 1 :

1. Schéma annoté du dispositif expérimental du dosage :

2. a. L’espèce oxydée est l’éthanol, l’espèce réduite est l’ion dichromate.

2. b. La demi-équation de réduction est : Cr2O72-(aq) + 14 H⁺(aq) + 6e^- = 2 Cr³⁺(aq) + 7H2O(l) et la demi-équation d’oxydation est : C2H6O(aq) = C2H4O(aq) + 2 H⁺(aq) + 2 e^-.

L’équation de la réaction du dosage est donc :

Cr2O72-(aq) + 3 C2H6O(aq) + 8 H⁺(aq)  2 Cr³⁺(aq) + 3 C2H4O(aq) + 7 H2O(l).

3. a. On repère expérimentalement le point d’équivalence par le changement de couleur de la solution (passage du vert au jaune orangé).

3. b. Avant l’équivalence, on n’a pas versé assez d’ions dichromate pour faire réagir tout l’éthanol (à l’équivalence, le mélange de ces deux réactifs est stoechiométrique).

Ainsi, avant l’équivalence, le réactif limitant est l’ion dichromate et après l’équivalence, le réactif limitant est l’éthanol.

4. A l’équivalence, la quantité de matière nox d’ions dichromate versée est : nox = [Cr2O72-].Veq = 3,17.10^-4 mol où Veq est le volume d’ions dichromate versé à l’équivalence.

5. Tableau d’avancement de la réaction à l’équivalence :

équation chimique ^Cr2O72-(aq) + 3 C2H6O(aq) + 8 H⁺(aq)  2 Cr³⁺(aq) + 3 C2H4O(aq) + 7 H2O(l)

état du système

avancement x (mol)

quantités de matière (mol)

initial 0 nox nred excès 0 0 excès

intermédiaire x nox - x nred - 3x excès 2x 3x excès

final xmax nox - xmax nred - 3xmax excès 2xmax 3xmax excès 6. A l’équivalence, les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques : la quantité de matière nred d’éthanol est donc nred = 3nox = 9,50.10^-4 mol.

La masse correspondante est mred = nred.MC2H6O = 4,37.10^-2 g.

7. Le taux d’éthanol dans le sang est donné par mred/m = 8,74.10^-4 où m est la masse de l’échantillon de sang. Le taux est donc 0,0874 % : il est supérieur au taux fixé par la loi : l’individu est considéré comme intoxiqué au regard de la loi.

Burette contenant une solution acidifiée de dichromate de potassium de concentration [Cr₂O₇^2-] = 1,60.10^-2 mol.L^-1. Volume équivalent : 19,80 mL.

Bécher contenant 50,0 g de sang et d’alcool.

Agitateur magnétique

Exercice 2 :

1. Les couples acide/base mis en jeu sont : H3O⁺(aq)/H20(l) et CO2,H2O(l)/HCO3- (aq). 2. Les demi-équations relatives à chaque couple sont :

H3O⁺(aq) = H20(l) + H⁺ et CO2,H2O(l) = HCO3-

(aq) + H⁺. 3. On en déduit la réaction qui se produit dans l’erlenmeyer :

H3O⁺(aq) + HCO3-

(aq)  H20(l) + CO2,H2O(l) ( CO2(g) + 2H2O(l)).

La réaction produit du dioxyde de carbone dissout dans l’eau qui se dégage quand il a atteint sa limite de solubilité.

4. D’après l’équation de la réaction, on a n(CO2formé) = n(H3O⁺versé) et n(CO2formé) = n(HCO3- présent). Donc le dégagement de CO2(g) cessera quand tous les ions HCO3-

(aq) auront été consommés, soit n(H3O⁺versé) = n(HCO3-

présent) ou encore c.V = m/M(NaHCO3).

Donc V = m/(c.M(NaHCO3)) = 0,5/(0,1x84) = 5,9.10^-2 L = 59 mL.

Il faut verser 59 mL d’acide chlorhydrique pour que le dégagement de gaz cesse.

5. n(CO2formé) = n(H3O⁺versé) = c.V et n(CO2formé) =V(CO2)/Vm.

Le volume de gaz dégagé est alors : V(CO2) = c.V.Vm = 1,4.10^-1 L = 140 mL.