b- Déterminer la concentration molaire dans le mélange de chacun des ions suivants : (Ca 2+ ), (K + ) et (OH ).

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Exercice 1 :

Ecrire les équations d'ionisation dans l'eau des bases suivantes :

 L'ammoniac NH₃ (supposée comme étant une base faible).

 Le méthylamine CH₃NH₂ (supposée comme étant une base faible).

 La soude NaOH (supposée comme étant une base forte).

Exercice 2

On dissout 2 g d'hydroxyde de sodium (soude NaOH ) dans l'eau. La solution obtenue est de volume V = 100 mL. La dissociation ionique de la soude est totale.

1/Ecrire l'équation de la dissociation ionique de l'hydroxyde de sodium dans l'eau.

2/Déterminer la quantité de matière « nombre de mole » de soude dissoute.

3/Déterminer la concentration molaire de la solution.

4/En déduire la concentration des ions formés au cours de la dissociation ionique.

5/Mettre une croix devant les propositions correctes.

 Le (B.B.T) vire au ( jaune ◻/ vert ◻/ bleu ◻ ) dans la solution de soude.

 On introduit du calcaire « carbonate de calcium CaCO₃ » dans la solution de soude, un gaz qui trouble l'eau de chaux se dégage (oui ◻/non⁡◻ ).

0n donne 𝑴_(𝐍𝐚) = 𝟐𝟑 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏 ; 𝐌_(𝟎) = 𝟏𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏 ; 𝐌_(𝐇) = 𝟏 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏 Exercice 3 :

L 'hydroxyde de calcium (Ca(OH)₂) est une base forte.

1/ Ecrire l'équation d'ionisation de cette base dans l'eau.

2/ Quel volume V d'eau faut-il utiliser pour préparer une solution (S₁) 0,1M à partir de 7,4 g d'hydroxyde de calcium pur.

3/ Comparer la concentration molaire des ions (Ca²⁺) à celle des ions (OH⁻) dans cette solution (𝑆₁).

4/A 100 cm³ de la solution (S₁), on ajoute 200 cm³ d'une solution (S₂) d'hydroxyde de potassium (KOH), base forte aussi de même molarité que (S₁).

a- Ecrire l'équation d'ionisation d'hydroxyde de potassium

b- Déterminer la concentration molaire dans le mélange de chacun des ions suivants : (Ca²⁺), (K⁺) et (OH⁻).

On donne : 𝐂𝐚 = 𝟒𝟎 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡𝐎 = 𝟏𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡𝐇 = 𝟏 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏

2^ème Sciences Série 7 : Les solutions aqueuses de bases www.mathinfo.tn

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Exercice 4 :

Dans une solution aqueuse de chlorure de fer III (FeCl₃) de concentration molaire 𝐂₁ = 𝟎, 𝟏 𝐦𝐨𝐥. 𝐋⁻¹ et de volume 𝐕_𝟏 = 𝟎, 𝟓𝐋, on ajoute une solution de soude 𝟎, 𝟏 𝐦𝐨𝐥. 𝐋⁻¹ ; il se forme un précipité.

1/ Ecrire l'équation chimique simplifiée de la réaction de précipitation. Indiquer le nom et la couleur du précipité formé.

2/ Quel volume minimal, 𝑉₂, de solution d'hydroxyde de sodium faut-il verser pour observer la précipitation de tous les ions Fe³⁺ ?

3/ Calculer la masse du précipité formé.

On donne: 𝐍𝐚 = 𝟐𝟑 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐎 = 𝟏𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐇 = 𝐥𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐅𝐞 = 𝟓𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏

Exercice 5 :

1/Une solution (S) est obtenue en dissolvant 𝑚 = 6𝑔 de pastilles de soude dans V = 250 cm³ d'eau pure.

a) Ecrire l'équation d'ionisation d'hydroxyde de sodium dans l'eau.

b) Calculer la molarité des ions (OH⁻) dans cette solution.

c) Quelle est la quantité de matière d'ions (Na⁺) dans V^′ = 100 cm³ de cette solution.

2/ A⁡⁡50 cm³ de la solution (S) on ajoute 450 cm³ d'eau pure. On obtient ainsi une nouvelle solution ( S^′ ).

a) Déterminer la concentration molaire C₂ de (S^′).

b) Quelle est la quantité de matière de (OH⁻) dans (S^′).

c)Donner l'équation d'ionisation du sulfate de fer (III) (Fe(SO₄)₃) puis determiner la concentration des ions presents dans cette solution (Concentration de (Fe(SO₄)₃) est 0,01 mol ⋅ L⁻¹

d) On fait agir 100 de (S^′) avec 50 cm³ d'une solution de sulfate de fer 0,01M.

Calculer la masse du précipité obtenu.

On donne: 𝐍𝐚 = 𝟐𝟑 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐎 = 𝟏𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐇 = 𝐥𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥−𝟏⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐅𝐞 = 𝟓𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏

Exercice 6 : Acide+Base

Dans 1 litre d'eau pure, on dissout 6,5 g de soude.

1/Quel est le nombre de moles d'ions (OH⁻) dans cette solution ?

2/ On verse 10 cm³ de cette solution dans 15 cm³ d'une solution de chlorure d'hydrogène obtenue

3

en dissolvant 2,24 litres de gaz (HCl) dans 1 litre d'eau pure . On ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol (B.B.T).

a) Completer l’equation suivante : NaOH + ⋯ ⟶ ⁡ … + H₂O

cette équation peut être écrite d'une manière simplifiée comme suit : OH⁻+ H⁺ ⟶ ⋯ ….

b) Quelle est la couleur du B.B.T dans le mélange ? justifier la réponse.

c) Déterminer la quantité de matière du sel formé.

On donne : ⁡𝐍𝐚 = 𝟐𝟑 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡𝐎 = 𝟏𝟔 𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏 𝐇 = 𝐥𝐠 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏⁡⁡⁡⁡ 𝐕_𝐌 = 𝟐𝟐, 𝟒 𝐋 ⋅ 𝐦𝐨𝐥^−𝟏

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Exercice 1 :

NH₃+ H₂O ⇌ NH₄⁺+ OH⁻

CH₃NH₂+ H₂C ⇌ CH₃NH₃⁺+ OH⁻ NaOH → Na⁺+ OH⁻

Exercice 2

𝑚_(NaOH) = 2 g⁡, ⁡ V = 100 mL = 0,1 L

1/L'équation de la dissociation ionique de la soude: NaOH ⟶^eau Na⁺+ OH⁻ 2/La quantité de soude dissociée est : n =^m

M avec M_NaOH = M_Na+ M₀+ M_H M_NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g ⋅ mol⁻¹

n_NaOH

(dissous) =m_NaOH

(dlssous)

M_NaOH = 2

40= 0,05 mol

3/La concentration molaire est : 𝐶 = ^𝑛NaOH(d15sous)

V(solutlon)

=^0,05_0,1 = 0,5mol. l⁻¹

4/ D'après l'équation: n_Na

(formé)

+ = n_𝐨𝐇

(forme) − = n_NaoH

(dissous) ⁡_(d'où [Na⁺] = [OH⁻] = C.

[Na⁺] = 0,5 mol. L⁻¹ et [OH⁻] = 0,5 mol, L⁻¹ 5/

 Le (B.B.T) vire au ( bleu ◻ ) dans la solution de soude.

 On introduit du calcaire « carbonate de calcium CaCO₃ » dans la solution de soude, un gaz qui trouble l'eau de chaux se dégage (non⁡◻ ).

Exercice 3

1/Ca(OH)₂ ⟶ Ca²⁺+ 2OH⁻⁡⁡

2/ 𝐶₁ =^𝑛

𝑉˙ or 𝑛 =^𝑚

𝑀⁡ d'où ⁡𝐶₁ = ^𝑚

𝑀.𝑉 ⇒ 𝑉 = ^𝑚

𝑀.𝐶 avec m = 7,4 g⁡C = 0,1 mol ⋅ L⁻¹⁡

⁡⁡⁡⁡M_(Ca(OH)2) = 40 + 2x(16) + 2 = 74 g. mol⁻¹ d'où V = 1 L

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3^∘/ D'après l'équation :

n(OH⁻) = 2n(Ca²⁺) ⇒ [OH⁻] = 2[Ca²⁺] 4/ a/

KOH ⟶ ⁡K⁺+ OH⁻

n(K⁺) = n(OH⁻) = n(KOH) = C₂ V₂ b/

[Ca²⁺]_mé =^n(Ca_V^2+)mé

mé avec 𝑛(Ca²⁺)_mé = n(Ca²⁺)_S1 = C₁ V₁ = 10⁻² mol 𝑉_𝑚e = 𝑉₁+ 𝑉₂ = 300.10⁻³ = 0,3𝐿⁡⁡donc : [Ca²⁺]_mé = 3, 3.10⁻² mol. L⁻¹

[K⁺]_ms˙ =^n(K_V^+)mé

m𝑐˙ avec n(K⁺)_mé = n(K⁺)_S2 = C₂ V₂ = 2.10⁻² mol d'où [K⁺]_me = 6, 6.10⁻² mol ⋅ L⁻¹

 [OH⁻]_me =^n(OH_V^−)mc˙

me avec n(OH⁻)_me = n(OH⁻)_s1+ n(OH⁻)_s2 n(OH⁻)_me = 2C₁ V₁+ C₂ V₂ = 4.10⁻² mol

d'où [OH ] ⁡_me = 13,3. 10⁻² mol. L⁻¹.

Exercice 4 : 1/

Equation d'ionisation de FeCl₃ dans l'eau : FeCl₃ → Fe³⁺+ 3Cl⁻ Equation d'ionisation de NaOH dans l'eau: NaOH → Na⁺+ OH⁻.

Equation de précipitation des ions Fe³⁺: Fe³⁺+ 3OH⁻ → Fe(OH)_{33 solide} . Le précipité formé est l'hydroxyde de fer III de couleur rouille.

2/𝑛_𝑂𝐻⁻ = 3 ⋅ 𝑛_𝐹𝑒³⁺ = 3. 𝑛_{𝐹𝑒𝐶𝑙3} = 3. 𝐶₁⋅ 𝑉₁ AN : 𝑛_𝑂𝐻⁻ = 3 × 0,1 × 0,5 = 0,15 mol.

D'autre part 𝑛_𝑂𝐻⁻ = 𝑛_{𝑁𝑎𝑂𝐻} = 𝐶₂. 𝑉_Min alors 𝑉_Min =^{𝑛𝑂𝐻−}

𝐶2 AN : 𝑉_Min =^0,15

0,1 = 1,5𝐿.

3/ 𝑛_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3} = 𝑛_(𝐹𝑒³⁺₎ = 𝐶₁. 𝑉₁⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡AN: 𝑛_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3} = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol.

⁡𝑀_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3} = 𝑀_𝐹𝑒+ 3 × 𝑀_𝑜+ 3𝑀_𝐻⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡AN: 𝑀_{(𝐹𝑒(𝑂𝐻)2)} = 56 + 3 × 16 + 3 = 107gmol⁻¹. 𝑚_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3} = 𝑛_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3}× 𝑀_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3}⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝐴𝑁: 𝑚_{𝐹𝑒(𝑂𝐻)3} = 107 × 0,05 = 5,35𝑔

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Exercice 5 :

1/ a) NaOH ⟶ Na⁺+ OH⁻ b) [OH⁻] =^n(OH−)

V or n(OH⁻) = n(NaOH) donc [OH⁻] = ^m

M.V

avec 𝑚 = 6𝑔⁡; ⁡𝑀_(NaOH) = 40 g ⋅ mol⁻¹⁡; ⁡𝑉 = 250.10⁻³= 0,25 L d'où [OH⁻] = 0,6 mol ⋅ L⁻¹

c) [Na⁺] =^n(Na+)

V^′ ⇒ n(Na⁺) = [Na⁺]V^′

avec [Na⁺] = [OH⁻] = 0,6 mol ⋅ L⁻¹ et V^′ = 100.10⁻³ = 0,1 L d'où (Na⁺) = 0,06 mol.

2^∘/ a) Au cours d'une dilution le nombre de mole ne change pas.

C₁ V₁ = C₂ V₂⁡ V₂ = V₁+ V_eau ⇒ C₂ = C₁ V₁ V₁+ V_ean

avec C₁ = 0,6 mol. L⁻¹⁡ V₁ = 50 ⋅ 10⁻³ = 0,05 L⁡ V₂ = 500.10⁻³ = 0,5 L d'où ⁡C₂ = 0,06 mol ⋅ L⁻¹

b) [OH⁻] =^n(OH−)

V₂ ⁡ ⇒ n(OH⁻) = [OH⁻] ⋅ V₂

avec [OH⁻] = C₂ = 0,06 mol ⋅ L⁻¹⁡ V₂ = 0,5 L d'où n(OH⁻) = 0,03 mol.

c) Remarque:

 l'équation d'ionisation du sulfate de fer (III) est:

Fe₂(SO₄)₃ ⟶ 2Fe³⁺+ 3SO₄²⁻

 La concentration de la solution est C₃ = 0,01moll⁻¹

 [Fe³⁺] = 2C₃

 [SO₄²⁻] = 3C₃ d)

 il s'agit d'une réaction de précipitation dont l'équation est : Fe³⁺+ 3𝑂𝐻⁻⁡ ⟶ Fe(OH)₃

 Vérifions si dans notre mélange existe un réactif en excès.

D'après l'équation : n(OH⁻) = 3n(Fe³⁺)

 Dans le mélange: {n(OH⁻) = C₂ V₂^′ = 0,06 × 0,1 = 6.10⁻³ mol n(Fe³⁺) = 2C₃ V₃ = 2 × 0,01 × 0,05 = 10⁻³ mol

donc n(OH⁻) > 3n(Fe³⁺)

⇒ les ions (OH⁻) sont en cxcés dans le mélange :

 m_(Fe(OH)3) = n_(Fe(OH)3)⋅ M_(Fe(OH)3)

or d'après l'équation ⁡𝑛_(Fe(OH)3)= 𝑛(Fe³⁺) = 10⁻³ mol.

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et M_(Fe(OH)3) = 56 + (3 × 16) + 3 = 107gmol⁻¹ d'où m_(Fe(OH)3) = 107.10⁻³ g Soit m_(Fe(OH)3)= 107mg

Exercice 6 :

1/ n =^m_M avec m = 6,5 g⁡M_(NaOH) = 40gmol⁻¹ d'où n = 0,16 mol a) NaOH + HCl ⟶ ⁡NaCl + H₂O

cette équation peut être écrite d'une manière simplifiée comme suit : OH⁻+ H⁺ ⟶ H₂O

b) Pour répondre à cette question il faut savoir le quel des ions (H⁺) ou bien (OH⁻) est majoritaire dans le mélange.

 n(OH⁻) = C₁ V₁ avec C₁ =_Vⁿ ⇒ C₁ =^0,16₁ = 0,16molL⁻¹. V₁ = 10.10⁻³ = 0,01 L⁡ d'où n(OH⁻) = 16.10⁻⁴ mol

 n(H⁺) = C₂ V₂ avec C₂ =ⁿ

V et n =^v(HCl)

VM C₂ = v_(HCl)

V_M⋅ V

Remarque : 𝐇𝐂𝐥 ⟶ 𝐇⁺+ 𝐂𝐥⁻

𝐧(𝐇⁺) = 𝐧(𝐂𝐥⁻) = 𝐧(𝐇𝐂𝐥)

soit C₂ = ^2,24

22,4.1 = 0,1 mol ⋅ L⁻¹

V₂ = 15 ⋅ 10⁻³= 0,015 L⁡ d'où n(H⁺) = 15.10⁻⁴ mol

On remarque que : n(OH⁻) > n(H⁺) donc le B.B.T vire au bleu.

c) D'après l'équation n(NaCl) = n(HCl) = 5.10⁻⁴ mol

 Dans le mélange NaOH est en excés.