Correction exercices acide base niveau terminale s

Pages: 10 (2296 mots) Publié le: 17 décembre 2012
ction Exercice 29 p 344 1) Les couples acide / base qui participent à cette réaction sont donc : CO2 , H 2O( aq) / HCO3 ( aq)

H 3O  / H 2O(l )
Ce qui conduit à l’équation :

CO2 , H 2O( aq)  H 2O(l )  HCO3 ( aq)  H 3O 
On a donc : K A1 

[ HCO3 ( aq) ] f .[ H 3O  ] f [CO2 , H 2O( aq) ] f [ HCO
 3 ( aq) f

d’où  log K A1   log

[ HCO3 ( aq) ] f [CO2 , H 2O( aq) ] f log[ H 3O  ] f

Soit encore pK A1   log

]

[CO2 , H 2O( aq) ] f

 pH et donc pH  pK A1  log

[ HCO3 ( aq) ] f [CO2 , H 2O( aq) ] f

2) Les couples acide / base qui participent à cette réaction sont donc : HCO3 ( aq) / CO32 ( aq)

H 3O  / H 2O(l )
Ce qui conduit à l’équation :
 2 HCO3 ( aq)  H 2O(l )  CO3  ( aq)  H 3O 

On a donc : On a donc : K A2 
pH  pK A2 log [CO32 ( aq) ] f [ HCO3 ( aq) ] f

[CO32 ( aq) ] f .[ H 3O  ] f [ HCO3 ( aq) ] f

d’où par un raisonnement similaire au précédent :

3) a-

 Si CO2 , H 2O   HCO3  ,alors : pH  pK A1  

Graphiquement, on obtient : pKA1 = 6,4  2 Si  HCO3   CO3  ,alors : pH  pK A2     Graphiquement, on obtient : pKA2 = 10,3 b- En jaune l’espèce qui prédomine.

4) Lesorganismes marins qui construisent leur coquille ou leur squelette à partir des ions carbonate et calcium présents dans l’eau le font selon l’équation :
2 Ca2 (aq)  CO3 (aq)  CaCO3 (s)

Au pH actuel de l’eau de mer, le graphique montre une faible quantité d’ions carbonate présents dans l’eau de mer. Si le pH vient à baisser suite à l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique, la quantitéd’ions carbonate présents dans l’eau de mer va devenir quasi-nulle. Les organismes en question ne pourront plus construire leur coquille ou squelette.

Exercice 31 p 345
A. pH de l’eau pure à 25°C 1) L’équation d’autoprotolyse de l’eau peut s’écrire :

H 2O(l)  H 2O(l)  H 3O (aq)  HO (aq)
2)

K e   H 3O éq .  HO éq    
3) A 25°C, on a :

K e   H 3O éq .  HO éq 1,0.1014    
Le pH de l’eau pure à 25°C s’écrit donc :

pH   log  H 3O   7,0  
B. Eau distillée laissée à l’air libre

CO2 , H 2O( aq)  H 2O(l )  HCO3 ( aq)  H 3O 
4) Les couples acide-base mis en jeu et les demi-équations qui sont liées sont :
 CO2 , H 2O(aq) / HCO3 (aq)  CO2 , H 2O(aq)  HCO3 (aq)  H 

H 3O  (aq) / H 2O(l) H 3O  (aq)  H 2O(l)  H 
5)
  HCO3 éq .  H 3O   éq     KA  CO2 , H 2O éq

CO2 , H 2O éq  H 3O   éq  K A .     HCO3  éq  
 log  H 3O   éq   log K A  log  
  HCO3  éq   pH  pK A  log CO2 , H 2O éq

CO , H O 
2 2

éq

 HCO  éq  

 3

6) L’eau distillée a maintenant un pH = 5,7
  HCO3  éq   log  pH  pK A CO2 , H 2O éq   HCO3  éq    10pH  pK A  CO2 , H 2Oéq

On trouve donc un rapport de :
  HCO3  éq    105,76,4   2,0.10 1 CO2 , H 2O éq

D’où :

CO , H O
2 2

éq

   HCO3 éq  

7) Diagramme de prédominance :

8) Tableau d’avancement :

État État initial État final expérimental État final théorique

Avancement x 0 xf xmax

 CO2 , H 2O( aq)  H 2O( l )  HCO3 ( aq)  H 3O 

ni(CO2,H2O) ni(CO2,H2O) – xfni(CO2,H2O) – xmax

Solvant Solvant Solvant

0 xf xmax

0 xf xmax

9) La dernière ligne du tableau d’avancement montre que lorsque l’équilibre est atteint, c'est-à-dire à l’état final, on a :
  HCO3 éq   H 3O éq    

Par conséquent :
  HCO3 éq  10 pH  105,7  2,0.106 mol.L1  

10)
  HCO3  éq   pH  pK A  log CO2 , H 2O éq   HCO3  éq   log  pH  pK ACO2 , H 2O éq
  HCO3  éq    10 pH  pK A CO2 , H 2O éq

CO , H O
2 2

éq

   HCO3 éq .10 pKA  pH  10 pKA 2. pH  106,42.5,7  1,0.105 mol.L1  

11)

CO2 , H 2O éq 
C  10 pH

ni (CO2 , H 2O)  x f C.V   H 3O   .V    C   H O    C 10  pH   3  V V 10 pKA 2.pH  105,7 106,42.5,7  1,2.105 mol.L1

Exercice 32 p 345
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