Sujet bac sphysique 2008 liban

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du expérimentale pKa d'un indicateurcoloré : ExerciceIl : Détermination Le bleu de bromophénol (6,5 Points Le bleu de bromophénol est un indicateur coloré dont la forme acide, notée Hln, esl jaune et dont la forme basique,notée ln-, estbleue. mère. de Préparation la solution On prépare,dans une fiole jaugée,deux litresd'une solutionmère So de bleu de mol.L-l. Co môtaire solutéapporté = 3,010-5 en de bromophénol concentration Premièrepartie : Étude de la solution mère 56 un On considère volumeV = 100mL de solution dont le pH est de 4,7. introduite no la 1. Calculer quantitéde matièrede bleu de bromophénol initialement S d a n s1 0 0m L d e s o l u t i o n o . 2. L'espêceHln esf un acrde. d'un acideselonBronsted 2.1. Donnerla définition de de 2.2.L'éouatron la réaction Hln sur I'eauest: = + + Hlnlaql HzO(r) ln-13q; H:O*("q) dans cetteéquation. intervenant acide-base Donnerles couples de 3. Étudede la réaction Hln sur I'eau de Ia réaction, donné dans l'annexe 3.1. Remplir le tableau d'avancement Xr. de à rendreavec la copie, en fonction no,x, X max, xmax. maximal I'avancement 3.2.Calculer xr. final l'avancement de la réaction 3.3.Calculer esfelletotale? final.Cetteréaction le3.4.En déduire tauxd'avancement de de 4. Relation conservation la maiière du la 4.1.En utilisant ligne décrivantl'état iniermédiaire tableaud'avancement, = + x justifier que pourtoutevaleurde I'avancement on a nHln nln- no. des molaireseffectives 4.2.En déduire la relationqui relie les concentrations Co. présentes solution la concentration et en espèces Deuxièmepartie: Étude de deux solutions Onprépare deux solutions à paftir de la solution rnère So. 7 Préparationde la solution St : À un titre de la solutionmêre Ss on aioute 1,0.102mol d'ions oxonium H:O* en concentré. de utilisant lacide chlorhydrique L'addition d'acide chtorhydriquese fait sans variation appréciabledu volume de la solution. molaireen bleu La solutionS1 obtenue estjaune, de-pH = 2,0 et de concentration = 3,0.10-" mol.L''.Co apporté de bromophénol

OSPYSSLIl

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I

Préparationde la solution Sz : À un litre de la solutionmère So , on ajoute 1,0.i0-2mol d'ionshydroxydeOH par ajout d'une solution d'hydroxyde de sodium concentrée. L'addition de la solution d'hydroxyde de sodium se fall sans variation appréciable du volume de la solution. = en La solution Sz obtenue est bleue,.de pH_ 12,0 et deconcentration bleu de = 3,0.10-" mol.L-. bromophénol apportéCo

Pour les deux solutions et Sz on admet la relation: Sr [ H l n ]+ [ l n - ]= Ç o [Hln] ef lln') désignant les concentrationseffectivesdes formes acide et basique. coloré prédominedans la 1. Quelle espèce chimique du couple de I'indicateur S1 52 solution ? dans la solution ? d'acide et de base conjuguéedans 2. De quel paramètredépend laproportion ? chaquesolution 3. Pour Ia solution Sz, on émet I'hypothèseque la concentrationeffective de la forme acide Hln est négligeable. de In'? effective la formebasique Quelleest alorsla valeurde la concentration Troisièmepartie : Étude spectrophotométrique Protocole suivi : Dans un bécher contenantun volume quelconquede la solution 51, on ajoute de la des so/utionsdont les pH sonl donnéssolution52 de façon à obtenirsuccessivemeni dans le tableau cr-dessous. Lorsqu'une solution de pH donné est réalisée, on mesure par spectrophotométrie A I absorbance du mélange. A la longueur d'onde ]" utilisée par le spectrophotomètre,seule la forme basique ln' aDsorbe. On obtient /es résulfafs suivants :
DH

A
Tl

A

2,0 0,02 4,7 1,37

?a 4,1 4,5 3,0 ? 0,06 0 , 2 1 0,54 0,8s 't,02 1 , 2 25,1 O'1 b, / 8,0 12 1, 5 3 ,t Âo ,t a1 1, 6 6 1 , 6 5 1 , 6 6

2,5

par des Sr /es obtenues mélange so/ufions el Sz On admetque,pour foutes so/uflons quelconques : en proportions - Ia concentration mol.L'1 . apporlé C6= 3,0.10's esl molaire bleude bromophénol en = - [Hln+ [ln-] 6o ] effective A On rappelleque I'absorbance d'une solutionestliée à la concentration [X] par absorbante '.A = k....
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