Une bouteille d'ammoniaque du commerce comporte l'indication 22 ° Bé, ce qui correspond à une concentration molaire C0 = 10,9 mol.L-1.Cette solution sera nommée S0.Dans une solution aqueuse d'ammoniac, l'équilibre entre l'ammoniac NH3 et les ions ammonium NH4+ s'écrit :
NH3 (aq) + H2O (I) = HO– (aq) + NH4+ (aq).
Données (valeurs à 25 °C):
Quotient de la réaction de l'ammoniac avec l'eau à l'équilibre : Qr,éq= 1,58.10–5
Produit ionique de l'eau : Ke = 1,00.10–14

La « basicité » de la solution S0 étant trop élevée pour être mesurée directement au pHmètre, on prépare 50,0 mL d'une solution diluée S1 de concentration C1 = C0 /10.
Le pH mesuré de S1 est 11,62.
1. Quel volume de la solution S0 doit-on prélever pour préparer la solution S1 ?
2. Proposer un mode opératoire pour préparer la solution S1.
3. Montrer que la concentration en ion hydroxyde dans la solution S1 est : [HO–](S1)= 4,2.10-3 mol.L-1
4. Compléter le tableau d'avancement donné en annexe pour la réaction de l'ammoniac avec l'eau dans la solution S1 en considérant un volume V ’1 = 1,0 L.
5. En déduire la valeur du taux d'avancement final 1. Commenter le résultat obtenu.
6. Calculer le quotient de réaction Qr,1 à l'état final et montrer que le système est à l'équilibre aux incertitudes de mesure près.

EXERCICE 3

Dans l’industrie on utilise de l’eau pure afin d’éviter que des impuretés perturbent le fonctionnement de l’électrolyse. La cellule d’électrolyse (ou électrolyseur) est constituée de deux électrodes (cathode et anode) et d’un électrolyte ; un générateur de tension continue maintient une tension de l’ordre de 2 V permettant d’avoir une intensité du courant électrique de plusieurs kiloampères.
L’équation de la réaction qui a lieu est : 2 H2O(l) = 2 H2(g) + O2(g)
1.1. La réaction qui a lieu dans l’électrolyseur est-elle une réaction spontanée ? Justifier votre réponse.
1.2. Les couples d’oxydoréduction qui participent à l’électrolyse sont ° O2(g) / H2O(l) et